CD015: Difusão de hélio em zircónios

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Resposta:

1. As condições de pressão e temperatura subsuperficiais afetam a rapidez com que o hélio difunde-se dos zircões. D. R. Humphreys et al. selecionaram uma amostra de núcleo de rocha do local Fenton Hill, que o Laboratório Nacional de Los Alamos avaliou na década de 1970 para produção de energia geotérmica. A área está a poucos quilômetros da Caldera de Valles, que passou por vários períodos de falhamento e vulcanismo. As rochas do núcleo de Fenton Hill foram fraturadas, brechadas e intrudidas por veios hidrotermais. Hélio em excesso está presente nas rochas da Caldera de Valles (Goff e Gardner 1994). O hélio pode ter contaminado o gnaisse que Humphreys et al. estudaram. Em suma, toda a região teve uma história térmica muito complexa. Com base na experiência da indústria petrolífera, é essencialmente impossível fazer afirmações precisas sobre a história de difusão de hélio de um sistema tão complexo.
   
   
2. Estudos científicos, especialmente aqueles com implicações radicais, não significam muito até que os resultados sejam replicados por outros. Muitas alegações científicas desapareceram completamente quando outros não conseguiram obter os mesmos resultados. A confiança neste artigo específico é reduzida por certos pontos:
   • A maioria dos erros de medição e variabilidades não é relatada. Portanto, não sabemos quão precisos são os resultados.
   • Humphreys et al. afirmaram que estudaram zircões e biotitas de profundidades de 750 e 1.490 metros no Granodiorito de Jemez. No entanto, Sasada (1989) mostrou que, nessas profundidades, as amostras vieram de um gnaisse, um tipo de rocha inteiramente diferente.
   • Devido a erros matemáticos, os valores Q/Q₀ (fração de hélio retido), usados por Humphreys et al. para derivar suas datas, são muito altos.
   • Humphreys et al. (2003) falharam em somar corretamente seus dados no Apêndice C, o que significa que eles subestimaram grosseiramente a quantidade total de hélio liberada por seus zircões a 750 metros de profundidade. A quantidade de hélio nos zircões excede muito a quantidade que seria esperada a partir do decaimento radioativo de urânio ao longo de 1,5 bilhão de anos. A alta concentração de hélio pode ser devido a amostras que eram anormalmente ricas em urânio e/ou à presença de hélio em excesso.
   • Muito é feito do fato de que as amostras cinco e seis retiveram a mesma quantidade de hélio, embora as quantidades provavelmente estejam no limite do que poderia ser medido. A possibilidade de erro de medição explicar os resultados nunca é mencionada.
   • Se se descartar a amostra cinco, que provavelmente está no limite da precisão mensurável, as conclusões de Humphreys et al. (2004) baseiam-se apenas em três amostras. Um conjunto de dados tão pequeno pode ser a base para pesquisas futuras, mas não para tirar conclusões firmes.
   • Humphreys et al. (2003, nota 9) referiram-se à correção de "erros tipográficos aparentes" nos dados brutos, lançando suspeita sobre a validade de todos os dados.
   
   Os resultados de hélio podem facilmente ser devidos a uma amostra aberrante. Eles podem ser um artefato do método experimental ou de coleta (por exemplo, defeitos nos zircões causados por resfriamento rápido) ou simplesmente de descuido. Não podemos ter certeza até que outros também olhem para a questão.
   
   
3. Produzir um bilhão de anos de decaimento radioativo em uma "semana de Criação" ou inundação de um ano teria produzido um bilhão de anos de calor a partir do decaimento radioativo também. Isso praticamente vaporizaria a Terra. Como a Terra aparentemente não foi vaporizada recentemente, podemos ter confiança de que o decaimento acelerado não ocorreu. (Humphreys reconhece este "problema de calor", mas atualmente não consegue fornecer uma solução.)
   
   
4. Se as concentrações de hélio permanecem altas ao redor das rochas, é possível que o hélio difunda-se para vazios e fraturas nos zircões, ou pelo menos altas pressões de hélio poderiam reduzir a taxa na qual o hélio difunde-se para fora. Qualquer um desses cenários invalidaria os cálculos de difusão de hélio em Humphreys et al. (2003, 2004). As concentrações de hélio dentro da Terra tornam-se altas o suficiente para mineração comercial. A amostra medida por Humphreys et al. veio de uma área que provavelmente é enriquecida em hélio. Depósitos de hélio são comuns no Novo México, e hélio em excesso foi encontrado apenas a poucos quilômetros do local onde a amostra foi coletada (Goff e Gardner 1994). Para testar a presença de hélio em excesso em seus zircões, Humphreys et al. devem procurar ³He.
   
   
5. O urânio não decai diretamente em chumbo; em vez disso, prossegue através de uma série de elementos radioativos intermediários múltiplos (Faure 1986, 284-287). São necessários cerca de dez vidas médias do intermediário de maior duração para alcançar o equilíbrio secular (ou seja, cada intermediário tendo a mesma atividade). A série de decaimento do urânio contém elementos com vidas médias muito superiores a 10.000 anos. Se as taxas de decaimento mudassem repentinamente, não esperaríamos que os vários elementos estivessem em equilíbrio secular. Humphreys et al. devem testar isso em seus zircões. Outras minas de urânio estão em equilíbrio secular, indicando uma taxa de decaimento constante pelo menos nos últimos dois milhões de anos.

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