9. Helium op de verkeerde plaatsen

Alle in de natuur voorkomende families van radioactieve elementen brengen helium voort tijdens hun verval. Als dit verval al miljarden jaren bezig zou zijn, zoals evolutionisten veronderstellen, zou zich heel veel helium in de atmosfeer van de aarde moeten bevinden.

De snelheid waarmee helium vanuit de atmosfeer naar de ruimte ontsnapt, is te berekenen en blijkt zeer laag te zijn. Als we dit verlies in acht nemen, is de hoeveelheid helium in de atmosfeer slechts 0,05% van de te verwachten hoeveelheid helium die zou horen bij een ouderdom van 5 miljard jaar. Dit betekent dus dat de atmosfeer veel jonger moet zijn dan de binnen de evolutietheorie gehanteerde ouderdom.

Een onderzoek gepubliceerd in Journal of Geophysical Research (een wetenschappelijke periodiek over geofysisch onderzoek) laat zien dat helium, ontstaan door radioactief verval in diep gelegen hete gesteenten, geen tijd heeft gehad om te ontsnappen. Hoewel de gesteenten meer dan één miljard jaar oud zouden zijn, suggereert het hoge heliumgehalte een leeftijd van slechts duizenden jaren.

Weerlegging

Waarom helium geen jonge aarde aantoont

Kernpunten

• Geen Evolutieklok: de aardouderdom wordt radiometrisch onderzocht, niet afgeleid uit biologische evolutie -> houd deze twee onderwerpen uit elkaar. [1]
• Productie Is Geen Aanvoer: helium kan in mineralen en ondergrondse reservoirs blijven; mantelhelium bereikt ook via de oceaan het oppervlak -> stel een volledige stoffenbalans op. [12][9]
• Ontsnapping Is Niet Alleen Thermisch: berekeningen omvatten onder meer energetische ladingsuitwisseling en variatie met de zonnecyclus -> een lage thermische ontsnappingssnelheid is niet de totale verliespost. [4]
• 0,05% Is Geen Datering: de aangehaalde tekst geeft geen controleerbare invoergegevens; zelfs de eenvoudige omrekening levert 2,5 miljoen jaar op, niet enkele duizenden -> onderscheid een voorwaardelijke accumulatietijd van een ouderdom.
• Retentie Hangt Af Van Het Mineraal: stralingsschade kan helium vasthouden of juist snellere diffusiepaden vormen -> gebruik geen universele ontsnappingssnelheid voor alle zirkoonkorrels. [2][14]
• Bron En Interpretatie Verschillen: de vermoedelijke oorspronkelijke zirkoonstudie verschijnt in 1982 in Geophysical Research Letters, niet in het genoemde Journal of Geophysical Research -> schrijf de latere RATE-interpretatie niet toe aan de oorspronkelijke metingen. [15][11]

1. Een aardouderdom van circa 4,54 miljard jaar is geen evolutieaanname

De twee heliumargumenten tonen geen jonge aarde aan. Het eerste verwart een veranderlijke voorraad in een open systeem met een stopwatch. Het tweede behandelt heliumretentie alsof die uitsluitend afhangt van de tijd sinds het ontstaan van een gesteente. In werkelijkheid moet men bij beide argumenten ook transport, verlies en de geschiedenis van het onderzochte systeem kennen.

Om te beginnen: de gangbare ouderdom van de aarde is circa 4,54 miljard jaar, niet de afgeronde 5 miljard jaar uit de aangehaalde tekst. Deze ouderdom behoort tot de geochronologie, niet tot de biologische evolutietheorie. De USGS beschrijft hoe de ouderdom van aardse gesteenten, maangesteenten en meteorieten wordt onderzocht met langlevende radioactieve isotopen. Het gaat dus om fysische metingen van isotopen en hun vervalproducten, niet om een veronderstelling over biologische afstamming. [1]

Er is ook een belangrijk onderscheid tussen verschillende soorten ouderdom. De vormingsouderdom van een mineraal, de tijd sinds een latere afkoeling en de verblijftijd van gas in de atmosfeer zijn niet dezelfde grootheid. Moderne heliumthermochronologie gebruikt juist het verband tussen heliumdiffusie, stralingsschade en temperatuur om opeenvolgende perioden van opwarming en afkoeling te reconstrueren. [14]

Een geldige weerlegging van een radiometrische ouderdom moet daarom laten zien dat de relevante isotopenmetingen en fysische modellen onjuist zijn. Een andere, onvolledig gemodelleerde gasvoorraad is op zichzelf geen tegenbewijs.

2. Heliumproductie in de aarde is niet hetzelfde als aanvoer naar de atmosfeer

De openingszin bevat een juiste kern, maar is te algemeen geformuleerd. Het voor deze discussie belangrijke radiogene helium is vooral helium-4 uit het verval van uranium en thorium. Daarnaast bestaat helium-3, waarvan een belangrijke aardse component primordiaal is: overgebleven uit de vorming van de aarde. Men mag dus niet alle helium behandelen als het product van een enkele, uniforme radioactieve klok. [12]

De belangrijkste ontbrekende stap is vervolgens: geproduceerd helium komt niet onmiddellijk en volledig in de atmosfeer terecht. Het moet eerst uit een mineraal ontsnappen, door gesteente of vloeistof worden vervoerd en uiteindelijk het aardoppervlak bereiken. De beschikbaarheid van transportpaden en de geologische omstandigheden bepalen mede hoeveel helium daadwerkelijk wordt uitgestoten. Onderzoek naar mantelontgassing onderscheidt bijvoorbeeld afgifte bij oceanische spreidingsruggen en afgifte door continentale korst; smelten is een belangrijk extractiemechanisme onder oceaanruggen.

Een concreet voorbeeld is de studie van Lin en collega’s uit 2020 naar helium in hydrothermale vloeistoffen op de flank van een oceaanrug. Zij vinden een mantelcomponent in het helium van die vloeistoffen en bespreken transport door oudere oceanische korst, afgifte uit basalt en uitwisseling met circulerend zeewater. Helium passeert hier dus verschillende reservoirs voordat het eventueel de atmosfeer bereikt. [12]

Hetzelfde principe is herkenbaar in aardgasreservoirs. Radiogeen helium-4 kan ondergronds accumuleren en wordt bij winning en gebruik van fossiele brandstoffen vrijgemaakt. Onderzoek dat Scripps in 2022 toelicht, vindt inderdaad een meetbare toename van atmosferisch helium-4. Dat is een waarneming van veranderende toevoer, niet van een constante productieklok die sinds het ontstaan van de aarde rechtstreeks de lucht vult. [9]

Reservoir of proces	Betekenis voor het argument
Mineralen en gesteenten	Een deel van het geproduceerde helium blijft behouden; retentie hangt af van materiaaleigenschappen en temperatuurgeschiedenis. [14]
Ondergrondse gasreservoirs	Helium kan worden opgeslagen en pas later vrijkomen, bijvoorbeeld bij aardgaswinning. [9]
Mantel en oceanische korst	Ontgassing en transport zijn afzonderlijke processen; productie is niet automatisch gelijk aan afgifte. [12]
Oceaan en hydrothermale vloeistoffen	Helium wordt opgelost en vervoerd; de oceaan vormt een tussenreservoir in de kringloop. [12]
Atmosfeer	De aanwezige hoeveelheid weerspiegelt toevoer en verlies, niet alle heliumproductie in de aarde bij elkaar. [4][9]

De oceaan is daarbij geen onbeperkte, permanente verstopplaats waarmee ieder mogelijk tekort kan worden verklaard. Het punt is dat opslag en uitwisseling expliciet in de balans moeten staan, in plaats van alle geproduceerde helium direct aan de atmosfeer toe te rekenen.

3. Ontsnapping en verblijftijd maken van 0,05% geen geldige klok

Een lage thermische ontsnapping is niet het totale verlies

De aangehaalde tekst zegt dat heliumontsnapping berekenbaar en zeer klein is, maar vermeldt niet welke mechanismen zijn meegenomen. Dat is essentieel. Een berekening van uitsluitend thermische ontsnapping beschrijft niet automatisch het verlies door energetische reacties en ionentransport.

Lie-Svendsen, Rees en Stamnes onderzoeken in 1992 bijvoorbeeld het ontsnappen van neutraal helium na exotherme ladingsuitwisseling tussen heliumionen en stikstof- of zuurstofdeeltjes. Daarbij kunnen heliumdeeltjes extra bewegingsenergie krijgen. Hun model houdt rekening met hoogte, breedtegraad, lokale zonnetijd en verschillende niveaus van zonne-ionisatie. [4]

De berekende ontsnapping vertoont grote dagelijkse en geografische verschillen; het wereldgemiddelde varieert in hun berekeningen gedurende de zonnecyclus met maximaal ongeveer een factor drie. De auteurs noemen het mechanisme mogelijk belangrijk voor de heliumbalans, maar wijzen ook op onzekerheden in de reactiesnelheden. Dat is een genuanceerde conclusie: niet dat de gehele balans daarmee definitief vaststaat, maar wel dat een uitsluitend thermische verliesberekening onvolledig is. [4]

Bij een volledige analyse hoort bovendien de vraag welke bijdrage ionenuitstroom, waaronder de polaire wind langs open magnetische veldlijnen, aan het verlies levert. Zulke bijdragen moeten afzonderlijk worden onderzocht; men kan ze niet op nul zetten omdat een berekening voor neutrale, thermische ontsnapping klein uitvalt. Evenmin mag een huidige ontsnappings- of ontgassingssnelheid zonder onderbouwing miljarden jaren constant worden verondersteld.

Voorraad gedeeld door toevoer geeft hoogstens een karakteristieke tijd

De relevante vergelijking is een stoffenbalans:

[
rac{dN_{atm}}{dt}=F_{in}(t)-F_{uit}(t).
]

Hier is (N_{atm}) de atmosferische heliumvoorraad. De ingaande flux omvat daadwerkelijke toevoer naar de atmosfeer, inclusief uitwisseling met andere reservoirs; de uitgaande flux omvat ontsnapping en eventuele overdracht naar andere reservoirs. De radioactieve productie in de gehele aarde is dus niet zomaar (F_{in}).

Een eenvoudig rekenmodel laat de denkfout zien. Stel dat de toevoer constant is en het verlies evenredig met de aanwezige voorraad:

[
rac{dN}{dt}=F-rac{N}{ au}.
]

Dan geldt:

[
N(t)=F au+(N_0-F au)e^{-t/ au}.
]

Na voldoende lange tijd nadert de voorraad (F au). De verhouding (N/F) benadert dan de verblijftijd ( au), niet de ouderdom van de aarde. Dit is een illustratief model, geen volledige reconstructie van de werkelijke atmosfeer. Het bewijst wel wiskundig waarom een oude atmosfeer een betrekkelijk kleine heliumvoorraad kan hebben.

Is het percentage 0,05% reproduceerbaar?

Niet uit de aangehaalde tekst. Er ontbreken een oorspronkelijke bron, de gebruikte atmosferische voorraad, de productie- of aanvoerflux, de meegenomen verliesprocessen en de aangenomen geschiedenis daarvan. Daardoor kan men niet controleren hoe het percentage is berekend, en zeker niet of de zogenaamde verwachte hoeveelheid fysisch gerechtvaardigd is.

Wel kan men de impliciete eenvoudige omrekening controleren:

[
0{,}0005 imes5 imes10^9\ ext{jaar}=2{,}5 imes10^6\ ext{jaar}.
]

Onder een lineair accumulatiemodel staat 0,05% van 5 miljard jaar dus voor 2,5 miljoen jaar. Dat is geen bewijs voor een ouderdom van enkele duizenden jaren. Belangrijker: ook die 2,5 miljoen jaar is geen geldige ouderdom wanneer toevoer, verlies, opslag en beginvoorraad onvoldoende bekend zijn.

Een atmosferische heliumconcentratie van ongeveer vijf delen per miljoen lucht is wel degelijk gemeten. Het jonge-aarde-argument verwart echter deze concentratie met een percentage van een veronderstelde historische productie. Dat zijn verschillende grootheden. [9]

4. Heliumretentie meet temperatuurgeschiedenis, niet automatisch vormingsouderdom

De tweede claim veronderstelt dat helium snel genoeg uit oude, warme mineralen had moeten verdwijnen. Maar “oud” en “heet” zijn daarvoor onvoldoende gegevens. Men moet weten welk mineraal, hoe groot de korrels zijn, hoe helium daarin diffundeert en welke temperaturen die korrels in de loop van hun geschiedenis hebben ondergaan.

Bij diffusie beweegt helium door een mineraal. Voor eenvoudig Arrheniusgedrag wordt de temperatuurafhankelijkheid beschreven als:

[
D(T)=D_0\exp\left(-rac{E_a}{RT}
ight).
]

Hier zijn (D_0) en (E_a) materiaalspecifieke parameters en is (T) de absolute temperatuur. Laboratoriumproeven bepalen zulke parameters uit onder meer stapsgewijze verhitting. Een gemeten diffusiesnelheid kan dus niet zonder meer van het ene mineraal of temperatuurgebied naar het andere worden overgenomen. [2]

Voor een geïdealiseerde korrel met karakteristieke straal (a) schaalt een diffusietijd als (a^2/D). Onder verder gelijke omstandigheden houdt een grotere korrel helium daardoor langer vast. In werkelijke mineralen komen daar onder meer geometrie, kristalrichting, defecten en verschillen in uranium- en thoriumverdeling bij. Moderne modellen gebruiken daarom korrelgrootte, samenstelling en een volledig tijd-temperatuurpad als invoer. [14][2]

Factor	Waarom die voor heliumretentie telt
Mineralogie	Diffusieparameters zijn mineraalspecifiek; “gesteente” is geen uniforme diffusie-eenheid. Zirkoon en apatiet worden als afzonderlijke thermochronometers behandeld. [16]
Temperatuur	De diffusiecoefficient neemt bij Arrheniusgedrag sterk toe met temperatuur. [2]
Korrelgrootte en vorm	De diffusieafstand verandert; modellen moeten de daadwerkelijke korrels beschrijven. [14]
Kristalstructuur en defecten	Puntdefecten kunnen helium vangen, terwijl verbonden beschadigde zones snelle transportpaden kunnen vormen. [2]
Stralingsschade en herstel	Schade kan diffusie aanvankelijk vertragen, maar boven een drempel juist versnellen; opwarming kan schade herstellen. [14][16]
Druk en korrelomgeving	Diepte impliceert andere randvoorwaarden dan een verhittingsproef aan een vrijgelegde korrel. Druk, scheuren en de omliggende mineraal- of vloeistoffase moeten worden beoordeeld; zonder kalibratie volgt daaruit geen vaste correctiefactor.
Thermische geschiedenis	De huidige temperatuur vertelt niet hoe lang een korrel daar verbleef, noch of zij eerder afkoelde of opnieuw werd verhit. [14]

Sluitingstemperatuur is hierbij het temperatuurgebied waaronder een mineraal tijdens afkoeling helium effectief gaat behouden op de onderzochte tijdschaal. Het is geen universele, plotselinge grens. Laboratorium- en veldonderzoek noemt voor bepaalde zirkooncondities ongeveer 180-220 graden C, met uitdrukkelijke aannames over afkoelingssnelheid en korrelgrootte. Andere schadegraden en temperatuurpaden geven andere uitkomsten. [2][14]

Experimenteel onderzoek naar stralingsbeschadigd zirkoon illustreert hoe groot materiaaleffecten kunnen zijn: bij 200 graden C kan sterk beschadigd zirkoon vergelijkbare hoeveelheden helium ongeveer een miljoen keer sneller verliezen dan relatief onbeschadigd zirkoon. Dat betekent niet dat ieder zirkoon zo’n verschil vertoont. Het betekent dat een universele diffusiesnelheid wetenschappelijk onhoudbaar is. [2]

Een veldvoorbeeld komt uit onderzoek aan het Fennoscandische Schild. Guenthner en collega’s gebruiken variatie tussen zirkoonkorrels, gekoppeld aan stralingsschade, om een lange geschiedenis met meerdere opwarmings- en afkoelingsfasen te modelleren. Korrels met dezelfde geologische geschiedenis kunnen verschillende heliumleeftijden registreren doordat hun diffusie-eigenschappen verschillen. [14]

De juiste conclusie is daarom niet: “veel helium betekent jong”. Het is: de heliumvoorraad moet samen met onafhankelijke geologische informatie door een passend diffusie- en temperatuurmodel worden verklaard. Een oude kristallisatieleeftijd en een veel jongere helium-afkoelingsleeftijd hoeven elkaar niet tegen te spreken.

5. Gentry en RATE: oorspronkelijke metingen zijn geen bewijs voor 6.000 jaar

De vermoedelijke bron is GRL, niet noodzakelijk JGR

Zonder titel, auteurs en jaartal is de genoemde publicatie in Journal of Geophysical Research niet eenduidig vast te stellen. Een sterke kandidaat voor de onderliggende gegevens is echter het artikel van Robert V. Gentry, Gary L. Glish en Eddy H. McBay, “Differential Helium Retention in Zircons: Implications for Nuclear Waste Containment”. Dat verschijnt in Geophysical Research Letters 9, 1129-1130, in oktober 1982. Dit is een ander tijdschrift. [15]

De auteurs onderzoeken zirkoon uit diepe granietkernen. Zij rapporteren dat de heliumretentie afneemt naarmate de monsters uit warmere diepten komen. Een selectie uit hun gegevens maakt dat patroon zichtbaar: [15]

Diepte	Gerapporteerde temperatuur	Heliumretentiefractie
960 m	105 graden C	0,58, dus 58%
2.900 m	197 graden C	0,17, dus 17%
3.502 m	239 graden C	ongeveer 0,012, dus 1,2%
4.310 m	313 graden C	ongeveer 0,001, dus 0,1%

Deze uitkomsten laten temperatuurafhankelijk heliumverlies zien, niet dat er overal geen tijd voor ontsnapping is geweest. De retentiefractie vergelijkt bovendien gemeten helium met een berekende productie op basis van radiogene vervalproducten; zij is geen rechtstreekse meting van een verstreken tijd. [15]

Het oorspronkelijke artikel legt de nadruk op de gevolgen voor insluiting van radioactief afval. De auteurs concluderen dat heliumverlies tot ongeveer 197 graden C relatief langzaam is en dat dieper graniet een corrosiebestendige omgeving kan bieden. Het artikel presenteert in zijn conclusies geen berekende gesteenteleeftijd van enkele duizenden jaren. [15]

De duizenden-jareninterpretatie komt uit aanvullende RATE-modellen

De bekende latere jonge-aardevariant is afkomstig van het RATE-project. Humphreys en collega’s vergelijken heliumretentie en laboratoriumdiffusie met een conventionele interpretatie van ongeveer 1,5 miljard jaar radiometrische ouderdom. Een RATE-bijdrage claimt een diffusietijdschaal van 4.000-14.000 jaar; de bekende publicatie uit 2004 formuleert dit als 6.000 +/- 2.000 jaar en voert dit aan als steun voor versneld radioactief verval. Dat zijn de conclusies van de RATE-auteurs, niet de oorspronkelijke conclusies van Gentry’s retentiemetingen. [3][11]

De beslissende vraag is of de gekozen diffusieparameters, korrelgegevens en temperatuurgeschiedenis de onderzochte monsters werkelijk beschrijven. De huidige temperatuur op een bepaalde boordiepte gelijkstellen aan de temperatuur gedurende de volledige radiometrische ouderdom is bijvoorbeeld geen neutrale beginvoorwaarde. Moderne zirkoonmodellen behandelen diffusie, schadeopbouw en herstel juist als processen die samen veranderen gedurende het tijd-temperatuurpad. [14][16]

Geochemicus Kevin Henke bespreekt daarnaast ontbrekende of onjuiste gegevens, inconsistente modellen en berekeningen en onvoldoende behandelde verstorende factoren in de RATE-datering. Zijn bespreking is een gerichte kritiek op de claim, geen vervanging voor een volledige primaire diffusiekalibratie. [11]

Ook de onzekerheden in gangbare modellen verdienen erkenning. Onderzoek bespreekt bijvoorbeeld beperkingen in de modellering van sterk beschadigde zirkoonkorrels en onvolledig herstel bij verhitting. Zulke onzekerheden rechtvaardigen voorzichtigheid bij een precieze thermische reconstructie; ze leveren niet automatisch bewijs voor een jonge aarde. [14]

De wetenschappelijk verdedigbare conclusie is beperkt maar duidelijk: heliumretentie is een echte meting. De stap van die meting naar “dus slechts duizenden jaren oud” is een modelafhankelijke interpretatie die afzonderlijk moet worden aangetoond.

Synthese: twee verschillende reservoirs, dezelfde ongeldige tijdsprong

De twee claims lijken elkaar te versterken: in de atmosfeer zou te weinig helium zitten, in gesteente juist te veel. Maar dat zijn geen twee onafhankelijke ouderdomsmetingen zolang transport en retentie niet correct zijn beschreven. Helium dat ondergronds blijft, bereikt de atmosfeer niet; helium dat de atmosfeer bereikt, hoeft daar niet blijvend aanwezig te blijven. De waargenomen ondergrondse opslag en de onderzochte atmosferische verliesprocessen maken die koppeling concreet. [9][4]

Vergelijkingspunt	Atmosferisch argument	Gesteente- en zirkoonargument
Wat wordt gemeten?	Een huidige gasvoorraad of concentratie	Een heliumhoeveelheid of retentiefractie in een mineraal
Bepalend mechanisme	Aanvoer, reservoiruitwisseling en ontsnapping	Productie, diffusie, schade en temperatuurgeschiedenis
Ontbrekende tijdsinformatie	Historische fluxen en beginvoorraad	Historisch temperatuurpad en veranderende materiaaleigenschappen
Mogelijke betekenis van een tijdschaal	Verblijftijd of voorwaardelijke accumulatietijd	Afkoeling, gedeeltelijk heliumverlies of latere verhitting
Wat volgt niet vanzelf?	De ouderdom van de aarde of atmosfeer	De kristallisatieouderdom of ouderdom van de aarde

Dit overzicht vat de hierboven besproken stoffenbalans en thermochronologie samen. De cruciale overeenkomst is dat een huidige voorraad zonder geschiedenis geen betrouwbare stopwatch is. [14][4]

De weerlegging hoeft niet te beweren dat iedere heliumflux exact bekend is, of dat ieder zirkoonmonster eenvoudig te modelleren valt. De primaire literatuur noemt expliciet onzekerheden in atmosferische reactiesnelheden en in de behandeling van stralingsschade. Juist daarom is een stellige jonge-aardeconclusie uit een eenvoudig voorraadargument of een enkel diffusiescenario niet gerechtvaardigd. [4][14]

Kortom: het genoemde 0,05% is met de verstrekte gegevens niet controleerbaar en levert geen geldige ouderdom op. Helium in oude mineralen is evenmin vanzelf anomalisch: retentie hangt af van mineraal, korrelgrootte, defecten en geologische temperatuurgeschiedenis. De vermoedelijke publicatie uit 1982 rapporteert retentiemetingen, geen aarde van enkele duizenden jaren. Daarmee vervalt de voorgestelde gevolgtrekking, zonder dat biologische evolutie voor deze geofysische beoordeling nodig is. [15][14]

References

1. Geologic Time: Age of the Earth pubs.usgs.gov
2. sciencedirect.com sciencedirect.com
3. icr.org icr.org
4. Helium escape from the Earth’s atmosphere – The charge exchange mechanism revisited – NASA Technical Reports Server (NTRS) ntrs.nasa.gov
5. icr.org icr.org
6. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
7. asa3.org asa3.org
8. answersingenesis.org answersingenesis.org
9. Confirmed: Atmospheric Helium Levels Are Rising | Scripps Institution of Oceanography scripps.ucsd.edu
10. static.icr.org static.icr.org
11. csun.edu csun.edu
12. par.nsf.gov par.nsf.gov
13. pubs.usgs.gov pubs.usgs.gov
14. agupubs.onlinelibrary.wiley.com agupubs.onlinelibrary.wiley.com
15. halos.com halos.com
16. agupubs.onlinelibrary.wiley.com agupubs.onlinelibrary.wiley.com

Aanvulling

We zijn tot op zekere hoogte terug bij het argument van “te weinig modder”. Humphreys beweert dat het verlies van helium naar de ruimte in de bovenste atmosfeer van de aarde te langzaam verloopt om de productie ervan door radioactief verval in de vaste aarde te verklaren, als de aarde zo oud is als geologen beweren. (Het helium bestond oorspronkelijk uit alfadeeltjes die werden uitgezonden langs de vervalketens van uranium en thorium.) Opnieuw wordt aangenomen dat de huidige snelheid van het verlies altijd gelijk is geweest.

Een belangrijker punt blijkt echter te zijn dat het thermische verlies dat Humphreys beschouwt, waarschijnlijk niet het dominante verliesmechanisme is.

De atomen in de bovenste atmosfeer bewegen zeer snel. De zogenaamde “equipartitiestelling” van de thermodynamica garandeert dat hoe lichter het deeltje, hoe sneller het beweegt. Lichte atomen zoals waterstof en helium, die al vrij snel bewegen, kunnen dus bij botsingen met andere atomen voldoende snelheid winnen om aan de zwaartekracht van de aarde te ontsnappen en de ruimte in te verdwijnen. Dit is het “thermische verlies”-mechanisme.

In de bovenste atmosfeer bevindt u zich boven de ozonlaag en is er veel intense ultraviolette straling van de zon. Als u snel bruin wilt worden, is dit de plek om naartoe te gaan (ervan uitgaande dat u sneller bruin wordt dan dat u verbrandt). UV-straling slaat ook elektronen van atomen (ioniseert ze) in de bovenste atmosfeer, waaronder helium, waardoor helium met een enkele positieve lading ontstaat. Het is dit geïoniseerde helium (samen met geïoniseerd waterstof, zuurstof en stikstof) dat ontsnapt met behulp van het aardmagnetisch veld.
Geladen deeltjes in een magnetisch veld ondervinden een kracht, de Lorentz-kracht, die ervoor zorgt dat ze parallel aan het veld blijven bewegen. Dit effect kan ionen vasthouden en is verantwoordelijk voor de Van Allen-stralingsgordels. Echter, nabij de poolgebieden van de aarde strekt het magnetisch veld zich uit tot in de ruimte, waardoor een soort magnetische snelweg ontstaat waarlangs geïoniseerde deeltjes, met name snel bewegende lichte deeltjes zoals helium en waterstof, kunnen ontsnappen. Hoewel het voor ruimteonderzoekers lastig is gebleken om precies te berekenen hoeveel helium er op deze manier ontsnapt, zou het een veel grotere hoeveelheid zijn dan het thermische verlies, het enige mechanisme dat Humphreys in overweging neemt.

Bovendien is het helemaal niet duidelijk of het heliumverlies (en het verlies van andere elementen) constant is gebleven gedurende de geologische tijdperken. Het aardmagnetisch veld heeft in de geologische tijd immers talloze omkeringen ondergaan. Waarschijnlijk neemt de veldsterkte tijdens deze gebeurtenissen af, waardoor hoogenergetische deeltjes gemakkelijker de bovenste atmosfeer kunnen bereiken en botsen met helium en andere atomen, wat de snelheid waarmee deze atomen de ruimte in ontsnappen aanzienlijk verhoogt. Je ziet dus dat de situatie niet zo eenvoudig is als Humphreys je wil doen geloven. Wetenschappelijk onderzoek maakt Humphreys’ argument over helium volkomen onlogisch. [1]

[1] https://prism-redfern.org/topics/youngearth.html