2025 HIROSE ET AL. CC-BY-ND
MADRID 26 fev. (EUROPA PRESS) -
Pesquisadores do Japão e de Taiwan descobriram pela primeira vez que o hélio, considerado quimicamente inerte, pode se ligar ao ferro sob alta pressão.
Eles usaram uma célula de diamante aquecida a laser para fazer isso, e a descoberta sugere que pode haver grandes quantidades de hélio no núcleo da Terra.
Isso poderia desafiar as ideias há muito tempo mantidas sobre a estrutura interna e a história do planeta, e poderia até mesmo revelar detalhes da nebulosa a partir da qual nosso sistema solar se formou.
A pesquisa foi publicada na revista Physical Review Letters.
Durante uma erupção vulcânica, geralmente há remanescentes do que é conhecido como hélio primordial, ou seja, hélio que difere do hélio normal, ou 4He, assim chamado porque contém dois prótons e dois nêutrons e é produzido continuamente por decaimento radioativo. O hélio primordial, ou 3He, por outro lado, não se forma na Terra e contém dois prótons e um nêutron.
Devido às proporções ocasionalmente altas de 3He/4He encontradas em rochas vulcânicas, especialmente no Havaí, os pesquisadores há muito tempo acreditam que há materiais primordiais contendo 3He nas profundezas do manto.
TRITURANDO COISAS
No entanto, o estudante de pós-graduação Haruki Takezawa e os membros do grupo do professor Kei Hirose, do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade de Tóquio, desafiaram essa visão com uma nova versão de um experimento conhecido: triturar coisas.
"Passei muitos anos estudando os processos químicos e geológicos que ocorrem nas profundezas da Terra. Devido às intensas temperaturas e pressões em jogo, os experimentos para explorar algum aspecto desse ambiente devem reproduzir essas condições extremas. Por isso, muitas vezes recorremos a uma célula de bigorna de diamante aquecida a laser para transmitir essas pressões às amostras e ver o resultado", disse Hirose.
"Nesse caso, moemos ferro e hélio juntos sob pressões entre 5 e 55 gigapascal e em temperaturas entre 1.000 e quase 3.000 Kelvin. Essas pressões correspondem a aproximadamente 50.000 e 550.000 vezes a pressão atmosférica, e as temperaturas mais altas usadas poderiam derreter o irídio, o material comumente usado em velas de ignição de motores automotivos devido à sua alta resistência térmica."
Estudos anteriores mostraram apenas pequenos traços de ferro e hélio combinados, em torno de sete partes por milhão de hélio dentro do ferro. Mas, nesse caso, eles ficaram surpresos ao descobrir que os compostos de ferro triturados continham até 3,3% de hélio, cerca de 5.000 vezes mais do que o observado anteriormente. Hirose suspeita que isso se deva, pelo menos em parte, a algo novo nesse conjunto específico de experimentos.
"O hélio tende a escapar facilmente em condições ambientais; todos nós já vimos um balão inflável murchar e afundar. Portanto, precisávamos de uma maneira de evitar isso em nossas medições", disse ele.
"Embora tenhamos realizado a síntese do material em altas temperaturas, as medições de detecção química foram realizadas em temperaturas extremamente frias ou criogênicas. Isso evitou que o hélio escapasse e nos permitiu detectar o hélio no ferro."
Essa descoberta tem implicações para a compreensão das origens da Terra. A presença de hélio no núcleo sugere que a jovem Terra provavelmente capturou algum gás da nebulosa solar de hidrogênio-hélio que circundava o sistema solar primitivo.
Isso também pode significar que parte da água da Terra pode ter vindo do hidrogênio presente nesse gás antigo, oferecendo uma nova perspectiva sobre o desenvolvimento inicial do planeta.
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