L'hélium 3 a toujours été présent sur la terre, mais l'hélium 4 est apparu suite à la radioactivité des isotopes uranium et thorium. C'est pourquoi le rapport ³He/⁴He de la croûte océanique est une dizaine de fois supérieur au rapport ³He/⁴He de l'atmosphère.

La composition isotopique en hélium est le résultat d'un équilibre entre ³He de la croûte océanique et ⁴He échappant à la gravitation terrestre. Chaque réservoir d' hélium se trouve parfaitement identifié par le rapport ³He/⁴He, ainsi ce panache d'hélium 3 mis en évidence à 15°S, traduit- il directement le dégazage de la croûte et du manteau océanique.

Le mécanisme principal de ce dégazage est l'hydrothermalisme qui fonctionne à l'axe des dorsales.

Exemple de profil vertical des anomalies chimiques créées dans l'eau de mer par les apports hydrothermaux : méthane, manganèse, hélium.

Noter la cohérence des 3 signaux dans les 400 à 500 mètres au dessus du fond. Ces profils ne sont pas absolument superposables pour plusieurs raisons. Les 2 raisons principales sont : la variation naturelle de composition des sources et les différences de temps de résidence de ces différentes espèces dans l'eau de mer ; le temps de résidence de l'hélium est quasiment infini alors que celui du méthane et du manganèse est beaucoup plus court .