Kosmisches Relikt: Der Erdkern könnte riesige Heliumreserven beherbergen 🌋

Eine kürzliche Entdeckung verändert unser Verständnis von Helium, einem Gas, das als inert gilt, indem es seine Fähigkeit zeigt, sich unter extremem Druck an Eisen zu binden. Dieser Fortschritt eröffnet neue Perspektiven auf die Zusammensetzung des Erdkerns und seine geologische Geschichte.


Helium, bekannt für seine chemische Trägheit, wurde lange Zeit als unfähig angesehen, stabile Verbindungen zu bilden. Doch japanische und taiwanesische Forscher haben gezeigt, dass es sich unter extremen Druck- und Temperaturbedingungen in die Kristallstruktur von Eisen integrieren kann. Diese Entdeckung, die mithilfe einer mit Laser beheizten Diamantstempelzelle gemacht wurde, stellt Jahrzehnte wissenschaftlicher Erkenntnisse in Frage.

Helium und Eisen: Eine unerwartete Allianz

Indem sie Eisen und Helium Drücken von bis zu 55 Gigapascal und Temperaturen nahe 3.000 Kelvin aussetzten, beobachteten die Forscher die Bildung von Verbindungen, die als FeHex bezeichnet werden. Diese Verbindungen zeigen eine signifikante Ausdehnung der Kristallstruktur von Eisen, was auf eine erhebliche Retention von Helium hinweist.

Diese Reaktion, obwohl überraschend, war von theoretischen Modellen vorhergesagt worden. Es ist jedoch das erste Mal, dass sie experimentell bestätigt wurde.

Die gemessenen Heliumkonzentrationen erreichen 3,3 %, was 5.000 Mal mehr ist als in früheren Studien. Diese Entdeckung legt nahe, dass der Erdkern riesige Reserven an Helium, insbesondere Helium-3, einem seltenen und primordialen Isotop, beherbergen könnte.

Ein neuer Blick auf die Entstehung der Erde

Die Anwesenheit von Helium im Erdkern könnte die Geschichte der Entstehung unseres Planeten neu schreiben. Sie deutet darauf hin, dass die junge Erde Gase aus der solaren Nebelwolke, einer Wolke aus Wasserstoff und Helium, die das entstehende Sonnensystem umgab, eingefangen hat.

Diese Hypothese widerspricht den traditionellen Modellen, die davon ausgehen, dass diese Gase bei der Planetenbildung weitgehend verloren gegangen sind. Sie legt auch nahe, dass andere flüchtige Elemente wie Wasserstoff auf ähnliche Weise gespeichert sein könnten, was eine neue Erklärung für den Ursprung des irdischen Wassers bietet.

Diese Ergebnisse eröffnen Perspektiven für die Forschung in der Geologie und Materialwissenschaft. Sie könnten auch Aufschluss über die Zusammensetzung von Exoplaneten und die Entstehung von Sternsystemen geben.

Um mehr zu erfahren: Was ist Helium-3?

Helium-3 ist ein seltenes Isotop von Helium, das aus zwei Protonen und einem Neutron besteht. Im Gegensatz zu Helium-4, das durch radioaktiven Zerfall entsteht, ist Helium-3 primordial, d.h. es stammt aus der Entstehung des Sonnensystems. Seine Anwesenheit in vulkanischen Gesteinen, wie denen von Hawaii, deutet darauf hin, dass es aus den Tiefen der Erde stammt.

Dieses Isotop ist besonders wertvoll für Wissenschaftler, da es Hinweise auf die Bedingungen bei der Entstehung der Erde und des Sonnensystems liefert. Es wird oft als "Fingerabdruck" der Gase in der solaren Nebelwolke, der Gas- und Staubwolke, die unser Planetensystem entstehen ließ, betrachtet.

Helium-3 wird auch in zukunftsweisenden Bereichen wie der Kernfusion eingesetzt, wo es auf sein Potenzial zur Energieerzeugung ohne radioaktive Abfälle untersucht wird. Auf der Erde ist es äußerst selten, aber in signifikanten Mengen auf dem Mond zu finden, was es zu einer potenziellen Ressource für zukünftige Raumfahrtmissionen macht.

Schließlich eröffnet die kürzliche Entdeckung seiner möglichen Anwesenheit im Erdkern neue Perspektiven. Wenn Helium-3 tatsächlich in großen Mengen im Kern gespeichert ist, könnte dies die hohen Verhältnisse erklären, die bei Vulkanausbrüchen beobachtet werden, und Informationen über tiefe geochemische Prozesse liefern.