Des analyses de haute précision des gaz rares indiquent que les particules du vent solaire de notre Soleil primordial étaient enfermées dans le noyau de la Terre il y a plus de 4,5 milliards d'années. Des chercheurs de l'Institut des sciences de la Terre de l'Université de Heidelberg ont conclu que les particules ont pénétré le manteau rocheux sus-jacent sur des millions d'années. Les scientifiques ont trouvé des gaz rares solaires dans une météorite de fer qu'ils ont étudiée. En raison de leur composition chimique, ces météorites sont souvent utilisées comme modèles naturels pour le noyau métallique de la Terre.

La classe rare des météorites de fer ne représente que cinq pour cent de toutes les découvertes de météorites connues sur Terre. La plupart sont des fragments provenant de plus gros astéroïdes qui ont formé des noyaux métalliques au cours des un à deux premiers millions d'années de notre système solaire. La météorite de fer du comté de Washington actuellement étudiée au laboratoire Klaus Tschira de cosmochimie de l'Institut des sciences de la Terre a été découverte il y a près de 100 ans. Son nom vient de l'endroit dans le Colorado (USA) où il a été découvert. Il ressemble à un disque de métal, fait six cm d'épaisseur, et pèse env. 5,7 kilogrammes, selon le Prof. Dr. Mario Trieloff, chef du groupe de recherche Géo- et Cosmochimie.

Les chercheurs ont enfin pu prouver définitivement la présence d'une composante solaire dans la météorite de fer. A l'aide d'un spectromètre de masse à gaz rares, ils ont déterminé que les échantillons de la météorite du comté de Washington contiennent des gaz rares dont les rapports isotopiques de l'hélium et du néon sont typiques du vent solaire. Selon le Dr Manfred Vogt, membre de l'équipe Trieloff, "les mesures devaient être extraordinairement exactes et précises pour différencier les signatures solaires des gaz rares cosmogéniques dominants et de la contamination atmosphérique". L'équipe postule que les particules du vent solaire dans le système solaire primordial ont été piégées par les matériaux précurseurs de l'astéroïde parent du comté de Washington. Les gaz nobles capturés avec les particules ont été dissous dans le métal liquide à partir duquel le noyau de l'astéroïde s'est formé.

Les résultats de leurs mesures ont permis aux chercheurs de Heidelberg de conclure par analogie que le noyau de la planète Terre pourrait également contenir de tels composants de gaz rares. Une autre observation scientifique soutient cette hypothèse. Le groupe de recherche du professeur Trieloff mesure depuis longtemps les isotopes solaires des gaz rares de l'hélium et du néon dans la roche ignée des îles océaniques comme Hawaï et la Réunion. Ces magmatites dérivent d'une forme particulière de volcanisme provenant de panaches du manteau s'élevant à des milliers de kilomètres de profondeur dans le manteau terrestre. Leur teneur en gaz solaire particulièrement élevée les rend fondamentalement différents du manteau peu profond représenté par l'activité volcanique des dorsales sous-marines médio-océaniques. "Nous nous sommes toujours demandé pourquoi des signatures de gaz aussi différentes pouvaient exister dans un manteau à convection lente mais constante, " précise le chercheur d'Heidelberg.

Leurs découvertes semblent confirmer l'hypothèse selon laquelle les gaz rares solaires dans les panaches du manteau proviennent du noyau de la planète et signifient donc des particules de vent solaire du centre de la Terre. "Juste un à deux pour cent d'un métal de composition similaire à la météorite du pays de Washington dans le noyau terrestre suffirait à expliquer les différentes signatures de gaz dans le manteau, " déclare le Dr Vogt. Le noyau de la Terre peut donc jouer un rôle actif auparavant sous-estimé dans le développement géochimique du manteau terrestre.