En analysant des roches âgées dans l’archipel canadien de Baffin Island, des chercheurs américains ont découvert des concentrations record d’un isotope rare de l’hélium. D’après les auteurs de l’étude, il s’agit de la preuve la plus crédible à ce jour que quelque chose d’étrange se passe dans les profondeurs de notre planète : selon toute vraisemblance, le cœur de la Terre a des fuites !

Ces travaux se basent sur d’autres études de chercheurs qui ont trouvé des traces d’hélium 3 (³He) dans des flux de lave sur cette grande île à l’est du Groenland. C’est une variante de l’atome d’hélium classique qui présente un intérêt particulier pour les géologiques. Selon les modèles actuellement en vigueur, il était présent en masse à l’époque de la formation de la Terre, il y a 4,6 milliards d’années, avant d’être progressivement emprisonné dans les profondeurs de la planète.

Mais à notre époque, il est rare d’en trouver à la surface. L’hélium est un élément extrêmement léger. Il a donc tendance à s’échapper rapidement dans l’atmosphère une fois qu’il trouve une porte de sortie. De plus, c’est ce qu’on appelle un gaz noble ; en règle générale, il est inerte, c’est-à-dire qu’il ne réagit pas avec les autres éléments. Il n’y a donc pas grand-chose qui puisse le freiner lors de son évasion.

La piste de la fuite de plus en plus crédible

Pour ces raisons, sur cette période de presque 5 milliards d’années, la majorité de l’hélium 3 emprisonné aurait déjà dû trouver un moyen de s’échapper. Lorsque les géologues en retrouvent des traces dans des dépôts de roche volcanique relativement récents (toutes proportions gardées), il y a donc assez peu de pistes crédibles pour expliquer sa présence. Le plus probable, c’est qu’il provienne d’un réservoir particulièrement bien isolé.

Lorsque les premiers chercheurs ont trouvé des quantités significatives d’hélium 3 sur Baffin Island, ils ont donc émis l’hypothèse qu’il était originaire du cœur de la terre, et que celui présenterait une sorte de fuite. Plus récemment, une nouvelle équipe a tenté de vérifier cette possibilité. Les chercheurs se sont à nouveau rendus sur Baffin Island pour tester d’autres anciens écoulements de lave.

Et à leur grande surprise, ils ont trouvé des taux d’hélium 3 très importants. Ils ont aussi constaté que le rapport entre les quantités d’hélium 3 et d’hélium 4 — un autre isotope beaucoup plus commun que ³He – était extrêmement élevé. En fait, c’était même le ratio le plus important jamais mesuré dans une roche terrestre. Pour les géologues, ces mesures suggèrent très fortement qu’il ne s’agit pas d’une simple contamination par l’atmosphère.

Ils ont aussi analysé les quantités relatives d’un autre gaz noble, le néon. Les taux mesurés sont cohérents avec les conditions qui étaient présentes lors de la formation de la planète. Selon les auteurs de l’étude, ce sont des arguments particulièrement convaincants en faveur d’une fuite d’hélium 3 depuis le cœur de la Terre. Il se serait alors infiltré dans le manteau, avant de remonter vers la surface à la faveur des panaches.

Une fenêtre potentielle sur le cœur de la Terre

Il faudra évidemment confirmer l’origine de ce matériel à travers des analyses poussées en laboratoire. Mais pour les chercheurs, c’est une perspective exceptionnellement excitante.

On sait depuis belle lurette que cette zone est un élément crucial de la dynamique interne de la Terre. Par exemple, il est aujourd’hui admis que la rotation du cœur externe, partiellement liquide, est à l’origine du champ magnétique terrestre.

Mais jusqu’à présent, il n’a jamais été possible de l’étudier directement, car l’humanité ne dispose pas d’une technologie capable de forer à plusieurs milliers de kilomètres de profondeur. Il faut se contenter de simulations ou avoir recours à des techniques indirectes, comme la sismologie.

C’est pour cette raison que ces mesures enthousiasmant les chercheurs ; si ces roches proviennent effectivement du cœur, il s’agit d’une opportunité inédite d’étudier directement ce matériel. Les chercheurs pourraient alors en déduire des tas d’informations sur le rôle de cette structure dans la dynamique de la planète, avec des retombées potentielles dans de nombreuses autres disciplines.

Le texte de l’étude est disponible ici.