Un’affascinante scoperta può riscrivere la storia della Terra, svelando i segreti della sua formazione

Gli scienziati ritengono che la Terra possa avere enormi quantità di elio intrappolate nel suo nucleo dopo aver scoperto che può l'elio può legare il ferro in condizioni di temperature e pressione estreme / Photo iStock

La nostra comprensione dell’origine della Terra potrebbe essere riscritta da un’affascinante scoperta di un team di ricerca giapponese guidato dal fisico Haruki Takezawa dell’Università di Tokyo, secondo cui nel denso nucleo di ferro del nostro pianeta ci sarebbero enormi quantità di elio primordiale.

Questo elio, nella rara forma isotopica elio-3, si sarebbe formato nei momenti successivi al Big Bang e proverrebbe quasi interamente dalla nebulosa di polvere e gas da cui è nata la Terra. I ricercatori già sapevano che questo elemento primordiale è presente all’interno della Terra (ogni anno, circa 2 kg di elio-3 fuoriescono dalle dorsali medio-oceaniche, dove i vulcani attivi attingono magma dal mantello profondo) ma come abbia fatto a rimanere all’interno del pianeta per miliardi di anni è un mistero non ancora risolto.

L'elio potrebbe essere intrappolato nel nucleo terrestre

L’elio è un gas molto leggero, normalmente inerte, e come gli altri gas volatili sarebbe dovuto fuoriuscire da tempo in superficie: secondo gli studiosi giapponesi sarebbe invece intrappolato nel nucleo terrestre, dove rimarrebbe al sicuro, fuoriuscendo solo molto lentamente.

In un nuovo studio, pubblicato su Physical Review Letters, i ricercatori hanno scoperto che alle alte pressioni e temperature previste nel nucleo, l’elio può legarsi al ferro, che passa dalla sua consueta struttura cubica a corpo centrato a “una struttura cubica a facce centrate (FCC) o esagonale compatta (HCP)”: queste due forme cristalline del ferro erano già note, ma gli esperimenti degli studiosi hanno evidenziato che questi composti del ferro contenevano fino al 3,3% di elio, circa 5.000 volte in più rispetto a quanto visto in precedenza.

La scoperta che può riscrivere la formazione della Terra

La formazione di questi composti e l’abbondanza di elio hanno implicazioni sulla comprensione dell’origine della Terra, suggerendo che durante l’origine del nostro pianeta, la Terra possa aver catturato questo gas dalla nebulosa solare, sequestrandolo nel nucleo durante la differenziazione planetaria.

Se così fosse, la presenza di enormi quantità di elio nel nucleo terrestre indicherebbe che la Terra si sia formata molto più rapidamente dei 100 milioni di anni finora ipotizzati. Questo perché i gas leggeri come l’elio sono rimasti nella nebulosa solo per pochi milioni di anni, per cui se la Terra si fosse formata lentamente non ci sarebbe molto elio nelle profondità della Terra. In altre parole, riuscendo a dimostrare che il nucleo della Terra contiene grandi quantità di elio-3, si avrebbe la prova che il nostro pianeta si è formato rapidamente, ponendo fine a un dibattito di lunga data su quanto tempo abbia impiegato per formarsi.