Los niveles de helio atmosférico están en aumento

Los niveles de helio-4 en la atmósfera de la Tierra han ido en aumento desde al menos 1974, según un estudio realizado por investigadores de la Universidad de California en San Diego, EE. UU., que resuelve una anomalía de larga data en la ciencia atmosférica.

El helio-4, el isótopo más abundante del helio, se produce por desintegración radiactiva en la corteza terrestre y se acumula en pequeñas cantidades en el gas natural. Cuando el gas se extrae y se quema, el helio se libera a la atmósfera. Por lo tanto, los cálculos teóricos han sugerido que los niveles atmosféricos de helio-4 deben haber estado aumentando durante décadas debido al uso de combustibles fósiles. Hasta ahora, sin embargo, faltaban pruebas experimentales convincentes de tal acumulación.

Mediciones de fracciones molares de helio

En el último trabajo, los investigadores dirigidos por Benjamin Birner del Instituto Scripps de Oceanografía desarrollaron una técnica nueva y precisa para medir la proporción atmosférica de helio-4 (⁴He) a nitrógeno (N₂). Estudiaron 46 muestras de aire adquiridas entre 1974 y 2020 y encontraron que el ⁴La concentración aumentó a una tasa promedio de 39 +/- 3 mil millones de moles por año.

“Dado que los niveles de nitrógeno en la atmósfera son constantes, los cambios en la ⁴Gallina₂ indica la variabilidad en el contenido de helio atmosférico”, explica Birner. "Determinamos esta relación utilizando una nueva técnica de espectrometría de masas que mide la fracción molar de helio en el aire con una precisión sin precedentes".

Las nuevas observaciones también sugieren que los niveles atmosféricos de otro isótopo de helio, ³Él, también han aumentado. “Si bien no medimos ³Él sólo ⁴Gallina₂, algunos estudios previos de la proporción de isótopos de helio atmosférico (³Él/⁴Él) no encontró una tendencia aparente”, dice Birner. “Junto con nuestra observación de un claro aumento en ⁴Él, una relación isotópica estable implica una acumulación correspondiente de ³El y ⁴Él."

Birner añade que el aumento de ³Permanece en gran parte sin explicación y justifica una mayor investigación, especialmente porque este isótopo es muy raro y tiene varias aplicaciones importantes, incluso como combustible para la fusión nuclear. “Para dar una idea de lo precioso que es, la gente incluso ha pensado en extraerlo en la Luna”, dice.

El aumento inferido de la atmósfera ³También supera con creces las estimaciones de las emisiones antropogénicas del gas natural, las armas nucleares y la generación de energía nuclear, lo que sugiere problemas potenciales con las mediciones anteriores de isótopos o una evaluación incorrecta de las fuentes conocidas, dice. “Al mejorar la medición del helio atmosférico, esperamos desarrollar un indicador del uso de gas natural a nivel regional y mundial que podría usarse en estudios de calidad del aire de las ciudades”, dice. Mundo de la física.

Los investigadores dicen que ahora verificarán la tendencia del isótopo de helio atmosférico a partir de las muestras de alta fidelidad que usaron en este estudio. “Otra vía que nos gustaría seguir es realizar mediciones continuas de helio, para comprender mejor las fuentes de emisión locales en las ciudades y, a partir de ellas, verificar las emisiones de combustibles fósiles informadas”, concluye Birner.

El presente trabajo se detalla en Geoscience naturaleza.

El puesto Los niveles de helio atmosférico están en aumento apareció por primera vez en Mundo de la física.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/atmospheric-helium-levels-are-on-the-rise/