Sapendo che l’elio è stato scoperto prima sul Sole, vorrei chiedere se è presente anche sulla Terra e, se sì, in che forma. Grazie.

L’elio, elemento di simbolo He, numero atomico 2 e peso atomico 4.0026, appartiene al gruppo dei gas nobili.

Un po’ di storia
Nel diciassettesimo secolo, gli scienziati studiando lo spettro solare, trovarono delle righe scure che corrispondevano alle stesse lunghezze d’onda in cui apparivano le linee luminose nello spettro dei gas incandescenti, realizzati in laboratorio. Si capì che le righe scure dovevano essere prodotte dallo stesso elemento, che invece di emettere assorbiva.
La maggior parte delle righe furono riconosciute, ma ce n’era una serie che non aveva riscontro.
In particolare nel 1868, l’astronomo inglese Norman Lockyer notò una linea gialla caratteristica (D3) prossima alle linee D1 e D2 del sodio. Egli avanzò l’ipotesi che le righe scure fossero prodotte da un elemento presente solo nel Sole, che chiamò elio, dal nome Helios, il dio greco del Sole. Per curiosità storica possiamo segnalare che il giochetto non avrà più successo, nel senso che più tardi vennero trovate altre righe sconosciute a Terra, nella corona solare e nelle nebulose planetarie, a cui furono attribuiti i nomi di coronio e nebulio. Si scoprì che erano elementi comuni anche a Terra (il ferro per la prima, l’ossigeno per la seconda) ma fortemente ionizzati.
Finalmente nel 1895 l’elio venne isolato per la prima volta anche sulla Terra da sir William Ramsay nello spettro di un gas liberato da un minerale di uranio, la cleveite.

L’elio sulla Terra
Allo stato naturale l’elio costituisce 5.24 parti per milione (ppm) in volume dell’atmosfera secca. E’ quasi interamente costituito dall’isotopo di numero di massa 4 e contiene solo 1.3 ppm di He3. La percentuale di He3 comunque è otto volte maggiore nell’elio atmosferico che in quello ottenuto dai gas naturali (estratto negli Stati Uniti, in Russia, in Sud Africa), ciononostante quello che viene ricavato da alcuni minerali di litio è dieci volte maggiore di quello ottenuto dall’aria.
In concentrazioni apprezzabili l’elio è presente in un piccolo numero di minerali radioattivi. La concentrazione più alta è stata trovata nella torianite (10.5 cm³/g).
In tracce è contenuto in parecchi minerali ed è stato trovato anche nelle meteoriti.
Piccole quantità di elio sono presenti di solito nei gas delle miniere, nei gas vulcanici, nei soffioni e nelle sorgenti calde.
L’origine è connessa con fenomeni di radioattività perché le trasformazioni α di un elemento radioattivo consistono in emissioni di nuclei di elio.
Si calcola che l’elio costituisca 1 ppm in peso della crosta terrestre, atmosfera compresa, ma circa il 23 % in massa dell’universo visibile (stelle, nebulose, spazio interstellare).

Produzione
La fonte principale per la produzione dell’elio sono i gas naturali, dai quali viene separato mediante un procedimento continuo le cui fasi principali sono:
– l’allontanamento dell’anidride carbonica e del vapor d’acqua,
– la liquefazione delle altre componenti gassose,
– la purificazione per assorbimento delle impurezze su carbone attivo raffreddato con azoto liquido.
In quantità molto minore l’elio viene ottenuto anche dall’aria. Per la separazione dall’aria vengono prima liquefatti tutti gli altri costituenti di questa (neon e idrogeno), la miscela è ancora impura per azoto che viene allontanato completamente per assorbimento su gel di silice a -190 °C. L’idrogeno viene bruciato e il neon viene eliminato per assorbimento su carbone attivo a bassa temperatura. Nei Paesi in cui non ci sono abbondanti sorgenti naturali esso si recupera dalla lavorazione di alcuni minerali radioattivi.
L’elio viene messo in commercio solo allo stato gassoso in bombole metalliche, sotto pressione.