Hel na Ziemi występuje w formie dwóch stabilnych izotopów. Najpowszechniejszym z nich jest hel-4 zawierający jądro złożone z dwóch protonów i dwóch neutronów. To właśnie ten izotop odpowiada za około 99,99986 procent całego helu znajdującego się na naszej planecie. Drugi w kolejności jest hel-3, który tworzy około 0,000137 procent helu na Ziemi. Izotop ten posiada jądro składające się z dwóch protonów i jednego neutronu.
Czytaj też: Hej, kosmici, jesteśmy tutaj. Naukowcy stworzyli nowy komunikat przeznaczony dla pozaziemskich cywilizacji
O ile hel-4 powstaje w następstwie rozpadu uranu i toru, tak hel-3 ma pierwotny charakter i utworzył się wkrótce po Wielkim Wybuchu. Innym sposobem na jego otrzymanie jest rozpad trytu. W przypadku nowych badań chodzi o ten znacznie mniej powszechny izotop, czyli hel-3, który wydostaje się z jądra Ziemi głównie za sprawą systemu śródoceanicznych grzbietów wulkanicznych. Tempo tego procesu jest stosunkowo niskie i wynosi około dwóch kilogramów rocznie.
Na Ziemi występuje głównie hel-4 oraz niewielkie ilości helu-3
Szczegółowe informacje na temat wycieku zostały zaprezentowane na łamach Geochemistry, Geophysics, Geosystems. Publikacja opisuje, jak Peter Olson i Zachary Sharp z Uniwersytetu w Nowym Meksyku postanowili modelować obecność helu na Ziemi wraz z upływem lat. Podzielili okres istnienia naszej planety na dwa etapy: pierwszy dotyczył formowania się protoplanety, drugi natomiast – wielkiego zderzenia, związanego prawdopodobnie z narodzinami Księżyca.
Teoria dotycząca tego drugiego wydarzenia zakłada, że w młodą Ziemię uderzył obiekt przypominający rozmiarami Marsa. Odłamki wyrzucone na skutek tej kolizji trafiły na orbitę, ostatecznie przyczyniając się do powstania Srebrnego Globu. O ile hel-3 znajdujący się w płaszczu ówczesnej Ziemi został w dużej mierze utracony, o tyle jego pokłady ukryte w jądrze przetrwały. I utrzymały się w nim aż do dziś.
Czytaj też: Nasz układ jest chroniony niezwykłą otoczką. Jak heliosfera jest kształtowana przez wszechświat?
Olson i Sharp sugerują, że w jądrze naszej planety znajduje się prawdopodobnie od 10 teragramów (1013 gramów) do petagrama (1015 gramów) helu-3. To z kolei zdradza informacje na temat okoliczności, w jakich powstała Ziemia. Wszystko wskazuje na to, iż wydarzyło się to w obrębie mgławicy słonecznej bogatej w hel stary niemal tak samo jak Wielki Wybuch. Należy mieć jednak na uwadze, że prawdopodobieństwo spełnienia wszystkich warunków koniecznych do sekwestracji helu-3 w jądrze Ziemi jest umiarkowanie niskie, dlatego w rzeczywistości może go być mniej niż sugerują autorzy.