Atmosfæriske heliumniveauer er stigende

Niveauer af helium-4 i jordens atmosfære har været stigende siden mindst 1974, ifølge en undersøgelse foretaget af forskere ved University of California, San Diego, USA, der løser en langvarig anomali inden for atmosfærisk videnskab.

Helium-4, den mest udbredte isotop af helium, produceres ved radioaktivt henfald i jordskorpen og akkumuleres i små mængder i naturgas. Når gassen udvindes og brændes, frigives helium til atmosfæren. Teoretiske beregninger har derfor antydet, at atmosfæriske niveauer af helium-4 må have været stigende i årtier på grund af fossilt brændstofforbrug. Indtil nu havde der imidlertid manglet overbevisende eksperimentel dokumentation for en sådan opbygning.

Helium molfraktion målinger

I det seneste arbejde udviklede forskere ledet af Benjamin Birner fra Scripps Institution of Oceanography en ny og præcis teknik til at måle det atmosfæriske forhold mellem helium-4 (⁴He) til nitrogen (N₂). De undersøgte 46 luftprøver erhvervet mellem 1974 og 2020 og fandt ud af, at ⁴Koncentrationen steg med en gennemsnitlig hastighed på 39 +/- 3 milliarder mol om året.

"Da nitrogenniveauerne i atmosfæren er stabile, ændres der ⁴Høne₂ forhold indikerer variabilitet i det atmosfæriske heliumindhold,” forklarer Birner. "Vi bestemte dette forhold ved hjælp af en ny massespektrometrisk teknik, der måler helium-molfraktionen i luften med hidtil uset præcision."

De nye observationer tyder også på, at atmosfæriske niveauer af en anden isotop af helium, ³Han er også steget. “Mens vi ikke målte ³Han, kun ⁴Høne₂, nogle tidligere undersøgelser af det atmosfæriske helium isotopforhold (³Han/⁴Han) fandt ingen synlig tendens,” siger Birner. ”Sammen med vores observation af en klar stigning i ⁴Han, et stabilt isotopforhold indebærer en tilsvarende opbygning af ³Han og ⁴Han."

Birner tilføjer, at stigningen i ³Han forbliver stort set uforklarlig og berettiger yderligere forskning - især da denne isotop er meget sjælden og har flere vigtige anvendelser, herunder som brændstof til kernefusion. "For at give en idé om, hvor værdifuld den er, har folk endda tænkt på at udvinde den på Månen," siger han.

Den udledte stigning i atmosfærisk ³Han overgår også i høj grad estimater af menneskeskabte emissioner fra naturgas, atomvåben og atomkraftproduktion, hvilket tyder på potentielle problemer med tidligere isotopmålinger eller en forkert vurdering af kendte kilder, siger han. "Ved at forbedre målingen af ​​atmosfærisk helium håber vi at udvikle en indikator for regionalt til globalt naturgasforbrug, som kan bruges i luftkvalitetsundersøgelser af byer," siger han. Fysik verden.

Forskerne siger, at de nu vil verificere den atmosfæriske heliumisotop-tendens fra de hi-fi-prøver, de brugte i denne undersøgelse. "En anden vej, vi gerne vil forfølge, er at foretage kontinuerlige heliummålinger, for bedre at forstå lokale emissionskilder i byer og ud fra disse verificere rapporterede fossile brændstoffer," slutter Birner.

Nærværende arbejde er detaljeret i Nature Geoscience.

Stillingen Atmosfæriske heliumniveauer er stigende dukkede først på Fysik verden.

• Coinsmart. Europas bedste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. FRI ADGANG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis prøveversion.
• Kilde: https://physicsworld.com/a/atmospheric-helium-levels-are-on-the-rise/