Os gêiseres, fontes termais, fumarolas e outras características hidrotermais do Parque Nacional de Yellowstone expelem uma coleção de gases das profundezas da Terra - vapor, dióxido de carbono, metano, néon, argônio e hélio. Não é suficiente o último, hélio, para o parque começar a vender balões ou para os visitantes parecerem esquilos, mas há muito para os cientistas estudarem.
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O hélio pode borbulhar de rochas vulcânicas que impulsionam a atividade hidrotermal, mas não é de onde a maior parte do hélio de Yellowstone está vindo, ao que parece. O gás do parque tem origem em rochas profundas onde foi armazenado por centenas de milhões de anos, relatam cientistas da US Geological Survey na Nature .
O hélio é o segundo elemento mais abundante do universo - é formado pela fusão nuclear de átomos de hidrogênio, um processo que alimenta as estrelas -, mas é bem raro aqui na Terra. Para os freqüentadores e palhaços de festas de aniversário (e medicina moderna), o hélio pode ser extraído das reservas de gás natural no subsolo.
O hélio na Terra pode ser encontrado em duas formas principais: Quase tudo ocorre como o hélio-4 (assim chamado porque tem dois prótons e dois nêutrons), que podem ser produzidos durante o decaimento radioativo de elementos pesados como o urânio. Uma pequena fração (cerca de uma em um milhão) ocorre como hélio-3 (dois prótons e um nêutron), a maioria dos quais está presente na Terra desde a formação do planeta e é um vestígio de material que originalmente formou o planeta.
A proporção de hélio-3 para hélio-4, entretanto, varia ligeiramente e os cientistas podem usar essa proporção para determinar a fonte aproximada de qualquer hélio que encontrarem. O urânio e outros elementos pesados são mais incompatíveis com os minerais encontrados no manto da Terra, de modo que esses elementos se filtram até a crosta, onde a sua decomposição produz o hélio-4. Os materiais do manto, que contêm menos desses elementos radioativos pesados, não produzem tanto hélio-4, então o hélio presente é principalmente na forma de hélio-3.
O sistema hidrotermal do Parque Nacional de Yellowstone tem uma quantidade relativamente alta de hélio-3, e os cientistas consideram que isso é uma evidência de que o hotspot de Yellowstone se origina profundamente dentro do manto e tem um caminho relativamente reto para cima.
Gás borbulhando através de uma fonte termal no Parque Nacional de Yellowstone é coletado através de um funil. Crédito: J. Lowenstern, US Geological Survey Mas parece que o hélio-4 tem uma jornada mais complicada para a superfície. Pesquisadores do USGS têm coletado amostras de gás do Yellowstone por uma década e realizando análises químicas e isotópicas do hélio, dióxido de carbono e outros gases nessas amostras. A quantidade de hélio-4 que está sendo emitida em Yellowstone, descobriu, excede em várias ordens de magnitude a quantidade média que eles esperariam encontrar em outro lugar.
A maior parte do hélio-4 do Yellowstone é de pelo menos centenas de milhões - talvez bilhões - de anos, calculam os cientistas. Dada a quantidade de gás presente, os cientistas concluem que provavelmente vem de rochas dentro de crosta muito antiga que se sabe estar enterrada nas proximidades. Esta super-velha bolsa de crosta, da era arqueana, foi formada há mais de 2, 5 bilhões de anos e contém urânio e outros materiais radioativos que têm decaído constantemente. Isso teria permitido que altas concentrações de hélio-4 se acumulassem no subsolo. Então, cerca de dois milhões de anos atrás, o hotspot de Yellowstone penetrou essas rochas antigas, algumas das mais antigas do planeta, e começou a liberar o hélio-4 armazenado lá junto com o hélio-3 trazido do manto.
Esta descoberta provavelmente se qualifica como “interessante” para qualquer fã do Yellowstone, mas para os cientistas, pode haver implicações mais importantes. O hélio e outros gases nobres são usados para estimar o tempo de permanência das águas subterrâneas - por exemplo, os cientistas supõem que quanto mais hélio-4 estiver presente na água, mais tempo a água estará assentada nas rochas que a cercam.
Mas o estudo do hélio em Yellowstone mostra que algumas dessas suposições - especificamente o hélio-4, produzido pela constante decadência de elementos encontrados apenas nas rochas e nos sedimentos do aqüífero local - não estão corretas. O hélio pode de repente entrar em um sistema vindo de lugares inesperados - um bolsão de rocha antiga, por exemplo, ou uma fonte de magma - para que as datas em cálculos passados, particularmente as de aqüíferos em regiões vulcânicas ou perto de falhas de terremotos, aquele hélio extra.
Os cientistas, no entanto, estão acostumados a lidar com novos dados que mudam as teorias antigas; essa é a natureza da ciência, afinal. Os moradores da área de Yellowstone, no entanto, provavelmente desejariam que os pesquisadores simplesmente se apressassem e descobrissem se o supervulcão que está fervendo abaixo deles e que entrou em erupção pela última vez há 640 mil anos, vai explodir novamente em breve.
