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Des scientifiques découvrent une fuite d’hélium-3 du noyau de la Terre

L’hélium-3, un isotope rare de l’hélium gazeux, a été trouvé fuyant du noyau de la Terre, ajoutant des preuves à la théorie selon laquelle la planète s’est formée dans une nébuleuse solaire.

Certains processus naturels peuvent produire de l’hélium-3, mais il se forme principalement dans les nébuleuses – d’énormes nuages ​​tourbillonnants de gaz et de poussière, dont la plupart sont dus au Big Bang.

Au fur et à mesure qu’une planète grandit, elle collecte des matériaux de son environnement, faisant en sorte que sa composition reflète l’environnement dans lequel elle s’est formée.

Très peu d’hélium-3 a été trouvé à la surface de la Terre, ce qui a conduit les astronomes de la Somme à remettre en question la théorie selon laquelle la planète s’est formée dans une nébuleuse solaire.

La découverte d’une abondance dans le noyau a aidé des chercheurs de l’Université du Nouveau-Mexique à ajouter des preuves de l’origine de la nébuleuse solaire de la planète.

L’hélium-3, un isotope rare de l’hélium gazeux, a été trouvé fuyant du noyau de la Terre, ajoutant des preuves à la théorie selon laquelle la planète s’est formée dans une nébuleuse solaire. image de stock

Pour obtenir de fortes concentrations d’hélium-3 profondément dans le noyau, la Terre aurait dû se former au sein d’une nébuleuse solaire florissante, plutôt que sur ses franges ou pendant une phase rétrograde.

L’équipe a découvert qu’environ 2 000 grammes d’hélium-3 s’échappent de la Terre chaque année.

C’est « assez pour remplir un ballon de la taille de votre bureau », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Peter Olson, géophysicien à l’Université du Nouveau-Mexique.

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« C’est l’une des merveilles de la nature, et un guide de l’histoire de la Terre, qu’il y ait encore beaucoup de cet isotope dans le sol. »

Les chercheurs ont modélisé l’hélium au cours de deux grandes phases de l’histoire de la Terre, afin de comprendre son abondance, son origine et sa formation.

La première étape a eu lieu lors de sa formation précoce il y a plus de 4,53 milliards d’années, lorsque la planète accumulait de l’hélium à partir des gaz et de la poussière environnants.

Certains processus naturels peuvent produire de l'hélium-3, mais il est principalement fabriqué dans des nébuleuses - d'énormes nuages ​​tourbillonnants de gaz et de poussière, principalement dus au Big Bang.

Certains processus naturels peuvent produire de l’hélium-3, mais il est principalement fabriqué dans des nébuleuses – d’énormes nuages ​​tourbillonnants de gaz et de poussière, principalement dus au Big Bang.

Hélium-3 : un isotope de l’hélium qui pourrait un jour alimenter la Terre

L’hélium-3 est un isotope léger et stable de l’hélium. Il a deux protons et un neutron. Le type d’hélium le plus courant, l’hélium-4, contient deux types de chacun.

L’hélium-3 a été découvert en 1939 et remonte au Big Bang.

Il a été trouvé dans la nébuleuse solaire, avec de nombreuses planètes autour d’elle – il a été découvert récemment s’échappant du noyau de la Terre dans l’espace.

De nombreuses spéculations ont été faites sur la possibilité d’utiliser l’hélium-3 comme source d’énergie à l’avenir.

Contrairement à la plupart des réactions de fission nucléaire, la fusion des atomes d’hélium-3 libère de grandes quantités d’énergie sans que la matière environnante ne devienne radioactive.

Cependant, les températures requises pour réaliser les réactions de fusion de l’hélium-3 sont beaucoup plus élevées que pour les réactions de fusion conventionnelles.

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On pense que l’abondance d’hélium-3 est plus grande sur la Lune que sur Terre, et plus grande sur Jupiter.

La seconde a eu lieu après la formation de la lune, il y a environ 4 milliards d’années, après quoi l’hélium a été perdu.

Les preuves suggèrent qu’un objet d’un tiers de la taille de la Terre a frappé la planète au début de son histoire, et que cet impact aurait refondu la croûte terrestre, permettant à une grande partie de l’hélium de s’échapper. Le gaz continue de fuir à ce jour.

En utilisant le récent taux de fuite d’hélium-3 ainsi que des modèles de comportement des isotopes de l’hélium, les chercheurs ont pu estimer la quantité d’hélium-3 dans le cœur.

Ils ont estimé qu’il y avait entre 10 téragrammes et pétagrammes d’hélium-3 dans le noyau – une quantité colossale, selon Olsen.

Cela indique la formation de la Terre à l’intérieur de la nébuleuse solaire, précise le chercheur, où de fortes concentrations de gaz lui auraient permis de s’accumuler dans les profondeurs de la planète.

Cependant, les travaux futurs à la recherche d’autres gaz créés par la nébuleuse, tels que l’hydrogène, qui s’infiltrent à des vitesses et à des emplacements similaires à ceux de l’hélium-3 pourraient servir de « pistolet fumigène » pour le noyau en tant que source de ces isotopes rares, a déclaré Olson. .

« Il y a bien plus de mystères que de certitudes », a ajouté le chercheur.

On pense que l’isotope peut fournir une énergie nucléaire plus sûre dans une réaction de fusion, car il n’est pas radioactif mais a la capacité de produire une énergie élevée.

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Bien qu’il ne soit pas trouvé en abondance sur Terre et que l’accès au noyau ne soit pas pratique, il a été trouvé sur la Lune.

Harrison Schmidt, un géologue de l’ère Apollo de la NASA, était un fervent partisan de la création d’une mine d’hélium-3 sur la Lune, pour récupérer du carburant qui pourrait alimenter des réacteurs à fusion nucléaire sur Terre, ou un vaisseau spatial futuriste voyageant à travers le système solaire.

Des arguments ont également été avancés pour extraire l’hélium-3 de Jupiter, où il est plus abondant – les distances impliquées doivent être déterminées. Extraire la molécule de Jupiter serait également un processus moins énergivore.

Les résultats ont été publiés dans la revue Géochimie, géophysique, systèmes géologiques.

Delphine Perrault

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