El núcleo de la Tierra parece tener una fuga y los científicos creen saber por qué

Un equipo de científicos liderados por Forrest Horton, geoquímico del Woods Hole Oceanographic Institution, ha detectado en rocas del Ártico una cantidad inusual de gas helio, lo que podría ser evidencia de una fuga en el núcleo de la Tierra.

Se espera que el helio, al ser un elemento tan ligero y no reactivo, se difunda desde las rocas hacia la atmósfera y luego hacia el espacio. Por esa razón, se considera un gas muy raro en la superficie del planeta.

En Isla de Baffin, al norte de Canadá, los investigadores hallaron las proporciones más altas jamás vistas de dos isótopos de este gas: el helio-3 (3HE) y el helio-4 (4HE). El origen de ambos se remonta a hace 4.600 millones de años. En esa época, la Tierra comenzó a formarse y en su interior quedaron atrapados esos elementos provenientes de la nebulosa que formó al sistema solar.

Lo más aceptado era considerar que el escaso 3HE y el 4HE en la superficie provenían del manto terrestre, donde habrían quedado dispersados. No obstante, las altas cantidades encontradas (casi 70 veces lo que hay en la atmósfera) apuntan a una fuente más abundante y un origen más profundo.

“El altísimo 3He y 4He en estas lavas podría derivar del núcleo de la Tierra”, dijo Horton a Vice. Los resultados de su investigación se publicaron recientemente en la revista Nature.

Al contrario de la creencia tradicional de que el núcleo y las demás capas internas de nuestro planeta están geoquímicamente aisladas, este descubrimiento apoya la idea de que pequeñas cantidades de helio-3 y helio-4, junto con otros elementos, podrían estar filtrándose desde el centro de la Tierra.

Los elementos que escapan podrían incorporarse en estructuras subterráneas llamadas plumas mantelares, que proveen magma a los puntos calientes volcánicos más importantes de la Tierra, como Hawái e Islandia en la actualidad, o la isla de Baffin en el pasado.

Este helio-3 primordial puede contener secretos sobre la formación del planeta a los que no es posible acceder de otra manera.

“Creo que nuestro trabajo presta credibilidad a la idea de que el material, o al menos el helio, se filtra desde el núcleo”, señaló Horton. “Esto es emocionante porque sugiere que el interior de la Tierra es más dinámico de lo que pensábamos: los elementos se mueven entre las partes metálicas y rocosas de nuestro planeta”.

De acuerdo con los autores, este hallazgo también sugiere que el núcleo terrestre pudo haber resistido al impacto del planeta primitivo que terminó dando forma a la Luna hace 4 mil millones de años. Se cree que este evento fundió y mezcló todo el material rocoso de la Tierra.

“Por tanto, las altas proporciones de 3He/4He que medimos pueden indicar que el helio, y tal vez otros elementos ligeros como el hidrógeno y el carbono, sobrevivieron a los orígenes cataclísmicos de nuestro planeta al estar resguardados en el núcleo”, apuntó el investigador.

El helio-3 es un isótopo de helio con un solo neutrón en lugar de dos. Esta característica lo convierte en un combustible prometedor para reacciones de fusión nuclear, una fuente de energía basada en los mismos procesos que alimentan al Sol y otras estrellas.

En 2022, otro equipo sugirió la existencia de la actual fuga de helio-3 y elaboró modelos por computadora para calcular cuánto de este elemento aún queda en el núcleo de la Tierra. Los resultados del estudio revelaron entre 10 mil millones de kg y un billón de kg.

Sin embargo, aunque se encuentren vestigios de este helio-3 primordial en lugares especiales de la Tierra, como la isla de Baffin, necesitaríamos buscar fuentes más abundantes de este recurso para su posible extracción hacia aplicaciones tecnológicas, como la fusión nuclear.

“3He es excepcionalmente raro en la Tierra porque el helio que se libera de la Tierra sólida escapa al espacio, y porque se produce poco 3HE dentro de nuestro planeta (a diferencia de 4HE, que es el producto de la desintegración radiactiva de isótopos naturales)”, precisó Horton.