Les chercheurs du Japon et de Taïwan révèlent pour la première fois que l'hélium, généralement considéré comme chimiquement inerte, peut se lier avec du fer sous des pressions élevées. Ils ont utilisé une cellule d'enclume de diamant chauffée au laser pour le trouver, et la découverte suggère qu'il pourrait y avoir d'énormes quantités d'hélium dans le cœur de la Terre. Cela pourrait remettre en question des idées de longue date sur la structure et l'histoire internes de la planète, et peut même révéler des détails sur la nébuleuse dont notre système solaire a fusionné.
La recherche est publiée dans la revue Lettres d'examen physique.
Au cours d'une éruption volcanique, il y a souvent des traces de ce qui est connu sous le nom d'hélium primordial. C'est-à-dire l'hélium, qui diffère de l'hélium normal, ou 4Il, ainsi appelé parce qu'il contient deux protons et deux neutrons et est produit en continu par décroissance radioactive. Hélium primordial, ou 3Il, en revanche, n'est pas formé sur Terre et contient deux protons et un neutron.
Étant donné le temps occasionnellement élevé 3Il/4Les ratios des ratios trouvés dans les roches volcaniques, en particulier à Hawaï, les chercheurs croient depuis longtemps qu'il y a des matériaux primordiaux contenant 3Il profondément dans le manteau.
Cependant, l'étudiant diplômé Haruki Takezawa et les membres du groupe du professeur Kei Hirose du département de Terre et des Sciences planétaires de l'Université de Tokyo ont maintenant contesté ce point de vue avec une nouvelle interprétation d'une expérience familière: la rédaction des choses.
« J'ai passé de nombreuses années à étudier les processus géologiques et chimiques qui se déroulent au fond de la terre. Étant donné les températures et les pressions intenses en jeu, les expériences pour explorer un aspect de cet environnement doivent reproduire ces conditions extrêmes. Nous nous tournons donc souvent vers un laser -Les cellules d'enclume de diamant chauffées pour transmettre de telles pressions sur les échantillons pour voir le résultat « , a déclaré Hirose.
« Dans ce cas, nous avons écrasé le fer et l'hélium ensemble sous environ 5 à 55 gigapascals de pression et à des températures de 1 000 Kelvin à près de 3 000 Kelvin. Le matériau souvent utilisé dans les bougies d'allumage du moteur de voiture en raison de sa forte résistance thermique. «
Des études antérieures n'ont montré que de petites traces de fer et d'hélium combinés, dans la région de sept parties par million d'hélium dans le fer. Mais dans ce cas, ils ont été surpris de trouver les composés de fer broyés contenus jusqu'à 3,3% d'hélium, environ 5 000 fois plus élevés que ce qui a été précédemment vu. Hirose soupçonne que cela est au moins en partie dû à quelque chose de nouveau sur cet ensemble particulier d'expériences.
« L'hélium a tendance à s'échapper très facilement dans des conditions ambiantes; tout le monde a vu un ballon gonflable se flétrir et couler. Donc, nous avions besoin d'un moyen d'éviter cela lorsque nous prenons nos mesures », a-t-il déclaré.
« Bien que nous ayons effectué les synthèses des matériaux à des températures élevées, les mesures de détection chimique ont été effectuées à des températures extrêmement froides ou cryogéniques. De cette façon, l'hélium a empêché l'hélium de nous échapper et nous a permis de détecter l'hélium dans le fer. »
Cette constatation a des implications pour comprendre les origines de la Terre. La présence d'hélium dans le noyau suggère que la jeune Terre a probablement capturé du gaz de la nébuleuse solaire de l'hydrogène et de l'hélium qui entouraient le système solaire précoce.
Cela pourrait également signifier qu'une partie de l'eau de la Terre peut provenir de l'hydrogène dans cet ancien gaz, offrant une nouvelle perspective sur le développement précoce de la planète.
