Hélio reage com ferro e muda entendimento do núcleo da Terra

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/02/2025

A bigorna de diamante (esquerda) é um aparato que permite gerar pressões altíssimas. Os compostos de hélio e ferro (direita) ficaram estáveis mesmo depois de serem trazidos à pressão ambiente.
[Imagem: Haruki Takezawa et al. - 10.1103/PhysRevLett.134.084101]

Hélio no núcleo da Terra

O gás nobre hélio, geralmente considerado quimicamente inerte, na verdade pode se ligar ao ferro sob altas pressões, e isso pode mudar o nosso entendimento do núcleo da Terra e de outros planetas e até das nebulosas que dão origem aos sistemas planetários.

Haruki Takezawa e seus colegas do Japão e de Taiwan usaram uma bigorna de diamante aquecida a laser para recriar condições de temperatura e pressão equivalentes às que existem no núcleo da Terra, e então viram os dois materiais, hélio e ferro, juntarem-se em um composto.

Esses compostos permaneceram estáveis quando as pressões foram reduzidas, e as análises do material confirmaram a incorporação do hélio na rede cristalina do ferro.

A descoberta sugere que pode haver grandes quantidades de hélio no núcleo da Terra, o que contesta teorias antigas sobre a estrutura interna e a história do nosso planeta, e pode até revelar detalhes da nebulosa da qual nosso Sistema Solar se formou.

"Esmagamos ferro e hélio juntos sob cerca de 5-55 gigapascais de pressão e em temperaturas de 1.000 kelvins a quase 3.000 kelvins. Essas pressões correspondem a aproximadamente 50.000-550.000 vezes a pressão atmosférica e as temperaturas mais altas usadas poderiam derreter o irídio, o material frequentemente usado em velas de ignição de motores de automóveis devido à sua alta resistência térmica," contou o professor Kei Hirose, coordenador da pesquisa.

Esta imagem de espectrometria de massa de íons secundários mostra a amostra de ferro que saiu da bigorna de diamante. Ela tem aproximadamente 50 micrômetros de largura e 100 micrômetros de comprimento, aproximadamente a largura de um fio de cabelo humano.
[Imagem: Haruki Takezawa et al. - 10.1103/PhysRevLett.134.084101]

Água da Terra

Experimentos anteriores mostraram apenas pequenos traços de ferro e hélio combinados, cerca de sete partes por milhão de hélio dentro do ferro (0,0007%). Mas, ao tomar cuidados extras para que o hélio não escapasse depois que a bigorna de diamante era aberta, o que se viu foi que os compostos de ferro triturados continham até 3,3% de hélio, cerca de 5.000 vezes mais do que o visto anteriormente.

Esta descoberta tem implicações para a compreensão das origens da Terra. A presença de hélio no núcleo sugere que a jovem Terra provavelmente capturou gases da nebulosa solar, rica em hidrogênio e hélio. Isso também pode significar que parte da água da Terra pode ter vindo desse hidrogênio antigo, oferecendo uma nova perspectiva sobre o desenvolvimento inicial do planeta e sobre a origem da água da Terra - alguns estudiosos já defendiam que a água da Terra estava por aqui antes do nascimento do planeta.

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