Helium-3 - Kosmisches Relikt im Erdkern könnte Geschichte des Planeten umschreiben

Schon lange vermuten Forscher, dass Helium-3 nicht nur auf dem Mond, sondern auch tief unter unseren Füßen zu finden ist. Im Erdkern soll sich das Isotop, das nur 0,000138 Prozent der Atmosphäre ausmacht, in Massen vorhanden sein. Es stammt aus der Frühzeit des Sonnensystems. 

Allerdings war bisher unklar, wie das kaum reaktive Gas dort gebunden war. Eine Studie von Wissenschaftlern der Universität von Tokyo, die im Fachblatt „Physical Review Letters” erschien, könnte den Mechanismus der Helium-3-Anreicherung entschlüsselt und so ein Rätsel der Erdgeschichte gelöst haben.

Erdkern-Modell: Diamanten-Amboss mit Laserstrahlen beschossen

Das Team um Professor Kei Hirose fand heraus, dass Eisen und Helium bei den extremen Temperaturen und Drücken im Kern miteinander vermischt sein könnten. Bei 727 bis 2727 Grad Celsius und bis zu 55 Gigapascal, was dem 550.000-fachen des Atmosphärendrucks entspricht, konnten die Forscher eine ähnliche Mischung wie im Erdkern erzeugen.

Hirose berichtet „eurekalert.com”, dass sie zur Simulation der Bedingungen im Inneren der Erde eine Art laser-beheizten Diamant-Amboss nutzen. Der Helium-Anteil in ihrem Gemisch war dabei 5000 Mal höher als bei bisherigen Experimenten. Peter Olson, ein Geophysiker an der Universität von New Mexico, der nicht an der Studie beteiligt war, bewertet das Ergebnis gegenüber „space.com” als „bedeutend, weil es zeigt, dass Helium mit der festen Phase des Kerns kompatibel ist.”

Was ist Helium-3 und warum könnte es die Erdgeschichte umschreiben?

Wie Helium-3 in den Kern während der Erdentstehung gelangte, ist entscheidend für das Verständnis der Planetenbildung. Leichte Gase wie Helium existierten im Gas- und Staubnebel, aus dem sich unser Sonnensystem bildete. Wenn sich viel Helium-3 im Erdkern bestätigt, könnte dies bedeuten, dass die Erde schnell entstanden ist. Das Isotop ist aufgrund seiner Eigenschaften ein entscheidender Hinweis:

• Definition: Helium-3 ist ein seltenes, nicht-radioaktives Helium-Isotop. Es gilt als potenzieller Brennstoff für Kernfusion.
• Unterscheidung: In der Atmosphäre findet sich hauptsächlich Helium-4, es hat jeweils zwei Protonen und Neutronen im Kern. Bei Helium drei fehlt ein Neutron.
• Entstehung: Das Isotop bildet sich zum Beispiel durch Tritium-Zerfall oder bei der Kernfusion in Sternen.
• Knappheit: Auf der Erde ist Helium-3 so selten, da es bei der Planetenbildung größtenteils verloren ging.
• Herkunft: Im Erdinneren findet sich mehr Helium-3. Es stammt noch aus der Frühzeit des Sonnensystems und könnte im Erdkern seit Milliarden Jahren konserviert sein.

Mysteriöses Signal erreicht die Erde, sein Ursprungsort erstaunt

Ein Team von Astronomen hat den Ursprung eines Fast Radio Burst (FRB) bis zu einer Zwerggalaxie zurückverfolgt. Diese Galaxie ist deutlich kleiner, als bisher von Wissenschaftlern angenommen. Es wird vermutet, dass besondere Bedingungen in Zwerggalaxien die Entstehung der FRBs begünstigen könnten.

Die Forscher beobachteten die Quelle des Signals zwischen Februar 2019 und August 2023. Während dieser Zeit registrierten sie zwei weitere Ausbrüche. Astronom Danté Hewitt zeigte sich von den Ergebnissen überrascht: „Die meisten Fast-Radio-Burst-Galaxien sind massereiche, sternbildende Galaxien.“ Die Zwerggalaxie sei hingegen „eine der kleinsten, die wir je gesehen haben“.