مستويات الهليوم في الغلاف الجوي آخذة في الارتفاع

تتزايد مستويات الهليوم -4 في الغلاف الجوي للأرض منذ عام 1974 على الأقل ، وفقًا لدراسة أجراها باحثون في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو ، الولايات المتحدة ، والتي حلت شذوذًا طويل الأمد في علوم الغلاف الجوي.

الهليوم -4 ، أكثر نظائر الهليوم وفرة ، ينتج عن التحلل الإشعاعي في قشرة الأرض ويتراكم بكميات صغيرة في الغاز الطبيعي. عندما يتم استخراج الغاز وحرقه ، يتم إطلاق الهيليوم في الغلاف الجوي. لذلك اقترحت الحسابات النظرية أن مستويات الهليوم -4 في الغلاف الجوي يجب أن تكون في ازدياد لعقود بسبب استخدام الوقود الأحفوري. حتى الآن ، ومع ذلك ، كان هناك نقص في الأدلة التجريبية المقنعة على مثل هذا التراكم.

قياسات جزء الخلد الهيليوم

في أحدث عمل ، طور باحثون بقيادة بنجامين بيرنر من معهد سكريبس لعلوم المحيطات تقنية جديدة ودقيقة لقياس نسبة الهليوم -4 في الغلاف الجوي (⁴هو) للنيتروجين (ن₂). قاموا بدراسة 46 عينة هواء تم الحصول عليها بين عامي 1974 و 2020 ووجدوا أن ⁴زاد تركيزه بمعدل 39 +/- 3 مليار مول في السنة.

"نظرًا لأن مستويات النيتروجين في الغلاف الجوي ثابتة ، فإن التغييرات في ⁴دجاجة₂ تشير النسبة إلى التباين في محتوى الهيليوم في الغلاف الجوي ، "يشرح بيرنر. "لقد حددنا هذه النسبة باستخدام تقنية جديدة لقياس الطيف الكتلي تقيس جزء جزيء الهيليوم في الهواء بدقة غير مسبوقة."

تشير الملاحظات الجديدة أيضًا إلى أن المستويات الجوية لنظير آخر للهيليوم ، ³هو أيضا زاد. "بينما لم نقيس ³هو فقط ⁴دجاجة₂، بعض الدراسات السابقة لنسبة نظائر الهيليوم في الغلاف الجوي (³هو/⁴يقول بيرنر: "لم يجد اتجاهًا واضحًا". "جنبا إلى جنب مع ملاحظتنا زيادة واضحة في ⁴هي ، النسبة النظيرية المستقرة تعني التراكم المقابل لـ ³هو و ⁴هو."

يضيف بيرنر أن الزيادة في ³لا يزال غير مفسر إلى حد كبير ويستدعي مزيدًا من البحث - خاصة وأن هذا النظير نادر جدًا وله العديد من التطبيقات المهمة ، بما في ذلك كوقود للاندماج النووي. يقول: "لإعطاء فكرة عن كم هو ثمين ، فكر الناس حتى في التنقيب عنها على سطح القمر".

الزيادة المستنبطة في الغلاف الجوي ³كما أنه يتجاوز بشكل كبير تقديرات الانبعاثات البشرية من الغاز الطبيعي والأسلحة النووية وتوليد الطاقة النووية ، مما يشير إلى مشاكل محتملة في قياسات النظائر السابقة أو تقييم غير صحيح للمصادر المعروفة ، كما يقول. يقول: "من خلال تحسين قياس الهليوم الجوي ، نأمل في تطوير مؤشر لاستخدام الغاز الطبيعي على المستوى الإقليمي والعالمي يمكن استخدامه في دراسات جودة الهواء في المدن". عالم الفيزياء.

يقول الباحثون إنهم سيتحققون الآن من اتجاه نظائر الهيليوم في الغلاف الجوي من العينات عالية الدقة التي استخدموها في هذه الدراسة. ويخلص بيرنر إلى أن "سبيلًا آخر نرغب في اتباعه هو إجراء قياسات مستمرة للهيليوم ، من أجل فهم أفضل لمصادر الانبعاثات المحلية في المدن ومن هذه المصادر ، التحقق من انبعاثات الوقود الأحفوري المبلغ عنها".

العمل الحالي مفصل في طبيعة علوم الأرض.

وظيفة مستويات الهليوم في الغلاف الجوي آخذة في الارتفاع ظهرت للمرة الأولى على عالم الفيزياء.

• كوينسمارت. أفضل بورصة للبيتكوين والعملات المشفرة في أوروبا.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. دخول مجاني.
• كريبتوهوك. الرادار. تجربة مجانية.
• المصدر: https://physicsworld.com/a/atmospheric-helium-levels-are-on-the-rise/