Ένα σπάνιο αέριο διαρρέει από τον πυρήνα της Γης

 Η Γη όπως φαίνεται από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. NASA

Θα μπορούσε να αποτελεί ένδειξη για τη δημιουργία του πλανήτη;Η διαφυγή ηλίου υποδηλώνει ότι ο κόσμος μας μπορεί να έχει σχηματιστεί γρήγορα σε ένα νεαρό ηλιακό σύστημα.

Το ήλιο που διαφεύγει από τη Γη στο διάστημα μπορεί να υποδηλώνει πώς σχηματίστηκε ο πλανήτης.

Μια σπάνια μορφή ηλίου μπορεί να έχει πλημμυρίσει τον πυρήνα της Γης κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του πλανήτη στο θερμό, πρώιμο στάδιο του ηλιακού μας συστήματος, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε  πρόσφατα. Η μέτρηση του ηλίου και άλλων αερίων που είναι παγιδευμένα βαθιά στη Γη θα μπορούσε να δώσει ζωτικές ενδείξεις για το πώς σχηματίστηκε αυτή και άλλοι πλανήτες. Εάν ένα νέο μοντέλο είναι σωστό, ο πλανήτης μας μπορεί να είχε μια ταχύτερη γέννηση από ό,τι είχαν υποθέσει προηγουμένως οι επιστήμονες.

Ο ακριβής τρόπος με τον οποίο σχηματίστηκε η Γη εξακολουθεί να αποτελεί «εκκρεμές ερώτημα», λέει ο Zachary Sharp , γεωχημικός στο Πανεπιστήμιο του Νέου Μεξικού και συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Geochemistry, Geophysics, Geosystems . Συνήθως, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η πρωτο-Γη και άλλοι πλανήτες στο πρώιμο ηλιακό σύστημα σχηματίστηκαν σταδιακά καθώς συσσωρευόταν σκόνη, η οποία συσσωρευόταν σε όλο και μεγαλύτερα κομμάτια, λέει. Αλλά το αρχαίο ήλιο που παγιδεύτηκε βαθιά στη Γη θα μπορούσε να υποδηλώνει μια διαφορετική ιστορία.

Το κλειδί για την κατανόηση αυτής της ιστορίας είναι ένα σπάνιο ισότοπο που ονομάζεται ήλιο-3. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι ατόμων ηλίου, που ονομάζονται ήλιο-3 και ήλιο-4, τα οποία διαφέρουν σε μάζα κατά ένα νετρόνιο. Το ήλιο-4 μπορεί να σχηματιστεί στη Γη μέσω της ραδιενεργού διάσπασης βαρύτερων στοιχείων, αλλά ο πλανήτης μας έχει μια πεπερασμένη ποσότητα ηλίου-3, η οποία παγιδεύτηκε στη Γη όταν σχηματίστηκε, λέει ο Sharp. Αυτό το αρχαίο ήλιο-3 αποτελεί ένα μικροσκοπικό κλάσμα του 1% όλου του ηλίου της Γης. Τόσο λίγο ήλιο-3 διαφεύγει από τα βαθιά υπόγεια κάθε χρόνο που το αέριο θα γέμιζε μόνο περίπου 50 μπαλόνια γενεθλίων, λέει ο Sharp.

Το πρώιμο ηλιακό σύστημα είχε ένα νέφος αερίου και σκόνης με κέντρο τον ήλιο, που ονομάζεται ηλιακό νεφέλωμα, το οποίο οι περισσότεροι ερευνητές πιστεύουν ότι διασκορπίστηκε μετά από ένα ή δύο εκατομμύρια χρόνια, λέει ο Sharp. Για δεκαετίες, η βασική εξήγηση των αστρονόμων ήταν ότι οι κόκκοι σκόνης στο νεφέλωμα συσσωματώνονταν σε μεγαλύτερα σωματίδια. Αυτά γίνονταν όλο και μεγαλύτερα μέχρι που σχημάτισαν αντικείμενα διαμέτρου μιλίων, τα οποία στη συνέχεια συγκρούονταν μεταξύ τους «σαν προφυλακτήρες αυτοκινήτων», λέει ο Sharp, φτάνοντας τελικά στο μέγεθος ενός πλανήτη.

Αλλά ο Sharp και ο συν-συγγραφέας του, Peter Olson, έχουν προτείνει ένα νέο μοντέλο για μια εναλλακτική, εδώ και καιρό συζητημένη ιδέα για τη δημιουργία της Γης και άλλων πλανητών: Ότι οι κόσμοι «σχηματίστηκαν γρήγορα παρουσία του ηλιακού νεφελώματος», λέει ο Sharp. Μικρά κομμάτια σε μέγεθος βότσαλου θα έρεαν προς τον ήλιο από όλα τα εξωτερικά σημεία του ηλιακού συστήματος. Στη συνέχεια, καθώς οι πρωτοπλανήτες σάρωσαν τον ήλιο, θα είχαν μαζέψει αυτά τα βότσαλα και θα είχαν δημιουργήσει γρήγορα τη μάζα τους - σε περίπου δύο εκατομμύρια χρόνια, ενώ το νεφέλωμα εξακολουθούσε να υπάρχει, αντί για αρκετά εκατομμύρια χρόνια μετά την εξαφάνισή του.

Σε αυτό το ταχύτερο σενάριο, η βαρύτητα της Γης θα είχε τραβήξει μια πυκνή, παχιά και υψηλής θερμοκρασίας ατμόσφαιρα από το ηλιακό νεφέλωμα. Η Γη θα ήταν ζεστή, φιλοξενώντας έναν «ωκεανό μάγματος» πάνω από την επιφάνειά της, λέει ο Sharp.

Υπό αυτές τις συνθήκες, τα αέρια στην ατμόσφαιρα θα διαλύονταν στον ωκεανό του μάγματος. Ο Sharp παρομοιάζει αυτό το φαινόμενο με το εσωτερικό ενός κουτιού αναψυκτικού, όπου η υψηλή πίεση αναγκάζει το διοξείδιο του άνθρακα στο εσωτερικό του αναψυκτικού να αδειάσει. Στη συνέχεια - με τον ίδιο τρόπο που ένα αναψυκτικό γίνεται διάχυτο όταν αφήνεται ανοιχτό - όταν η περιβάλλουσα πίεση εξαφανιστεί, τα ατμοσφαιρικά αέρια απελευθερώνονται σταδιακά.

Ο Sharp λέει ότι αυτός και ο Olson αναγνώρισαν ότι επειδή τόσο πολύ ήλιο αναγκάστηκε να εισέλθει σε αυτόν τον ωκεανό μάγματος υπό την ατμόσφαιρα υψηλής πίεσης, το στοιχείο τελικά θα αναμειχθεί σε όλη τη Γη και θα κολλήσει στον μεταλλικό πυρήνα της. 

Πιστεύουν ότι το ήλιο ταξιδεύει από τον πυρήνα προς τα πάνω, στον μανδύα, και «ξεχύνεται από τη Γη» από τις μεσοωκεάνιες ράχες όπου οι τεκτονικές πλάκες αποκολλώνται. Αυτό το ήλιο αναδύεται επίσης από «θερμά σημεία» σε μέρη όπως η Χαβάη, το Γέλοουστοουν και η Ισλανδία, όπου πίδακες μάγματος ανεβαίνουν από τα βάθη του εδάφους, λέει ο Σαρπ. Το ήλιο είναι τόσο ελαφρύ που ανεβαίνει ψηλά στην ατμόσφαιρα και χάνεται στο διάστημα. Εάν το ήλιο-3 διαφύγει με αυτόν τον τρόπο, ένας σταδιακός σχηματισμός της Γης θα καθιστούσε δύσκολο να εξηγηθεί πώς το αέριο παγιδεύτηκε στον πυρήνα, λέει ο Σαρπ.

«Εάν το μοντέλο τους είναι σωστό, τότε αυτό σημαίνει ότι η Γη συσσωρεύτηκε παρουσία αερίων ηλιακού νεφελώματος», δηλαδή υδρογόνου και ηλίου, λέει ο Φράνσις Νίμο , πλανητικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Σάντα Κρουζ, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Αυτό, με τη σειρά του, σημαίνει ότι η Γη πρέπει να σχηματίστηκε γρήγορα - πιο γρήγορα από ό,τι πιστεύουν σήμερα οι επιστήμονες, λέει ο Νίμο.

Ο Νίμο σημειώνει ότι «η εργασία πρέπει να κάνει πολλές υποθέσεις» σχετικά με τις συνθήκες στο πρώιμο ηλιακό σύστημα και την πρωτο-Γη, τις οποίες άλλοι ερευνητές πιθανότατα θα διερευνήσουν και θα αναλύσουν σε μελλοντική εργασία. Για παράδειγμα, θα μπορούσαν να συγκεντρώσουν περισσότερα πειραματικά στοιχεία για το πόσο εύκολο είναι να διαλυθεί το ήλιο σε μέταλλα σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, όπως υποδηλώνουν οι Sharp και Olson ότι συνέβη μέσα στον ωκεανό μάγματος της Γης.

Αυτό που μας λέει αυτή η μελέτη για τον σχηματισμό της Γης θα είναι επίσης σημαντικό για την εξερεύνηση αστεριών και εξωπλανητών σε άλλα μέρη του σύμπαντος, λέει ο Sharp. Ίσως και πλανήτες σε άλλα ηλιακά συστήματα να σχηματίστηκαν γρήγορα σε ένα αεριώδες φυτώριο γύρω από νεαρά αστέρια.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα popsci

https://www.popsci.com/science/helium-earth-solar-nebula/