Ilmakehän heliumpitoisuudet ovat nousussa

Kalifornian yliopiston San Diegossa Yhdysvalloissa tekemän tutkimuksen mukaan maapallon ilmakehän helium-4:n määrät ovat nousseet ainakin vuodesta 1974 lähtien. Tutkimuksessa selvitetään pitkäaikainen ilmakehätieteen poikkeama.

Helium-4, heliumin yleisin isotooppi, syntyy maankuoressa radioaktiivisen hajoamisen seurauksena ja kerääntyy pieninä määrinä maakaasuun. Kun kaasu uutetaan ja poltetaan, helium vapautuu ilmakehään. Teoreettiset laskelmat ovat siksi ehdottaneet, että helium-4:n pitoisuudet ilmakehässä ovat täytyneet nousta vuosikymmeniä fossiilisten polttoaineiden käytön vuoksi. Tähän asti vakuuttavia kokeellisia todisteita tällaisesta kasautumisesta ei kuitenkaan ole ollut.

Heliummooliosuuden mittaukset

Uusimmassa työssä Benjamin Birnerin Scripps Institution of Oceanographyista johtamat tutkijat kehittivät uuden ja tarkan tekniikan helium-4:n ilmakehän suhteen mittaamiseksi.⁴He) typeksi (N₂). He tutkivat 46 ilmanäytettä vuosina 1974–2020 ja havaitsivat, että ⁴Hän keskittyi keskimäärin 39 +/-3 miljardia moolia vuodessa.

”Koska ilmakehän typpitasot ovat tasaiset, muutokset ilmakehässä ⁴Kana₂ suhde ilmaisee vaihtelua ilmakehän heliumpitoisuudessa”, Birner selittää. "Määritimme tämän suhteen käyttämällä uutta massaspektrometristä tekniikkaa, joka mittaa heliumin mooliosuuden ilmassa ennennäkemättömällä tarkkuudella."

Uudet havainnot viittaavat myös siihen, että heliumin toisen isotoopin tasot ilmakehässä, ³Hän on myös lisääntynyt. ”Vaikka emme mitannut ³Hän, vain ⁴Kana₂, joitain aikaisempia tutkimuksia ilmakehän heliumin isotooppisuhteesta (³Hän/⁴Hän) ei löytänyt näkyvää trendiä", Birner sanoo. "Yhdessä havainnollamme selvästä kasvusta ⁴Hän, vakaa isotooppisuhde merkitsee vastaavaa kertymistä ³Hän ja ⁴Hän."

Birner lisää, että kasvu ³Hän on suurelta osin selittämätön ja ansaitsee lisätutkimusta – varsinkin kun tämä isotooppi on hyvin harvinainen ja sillä on useita tärkeitä sovelluksia, mukaan lukien ydinfuusion polttoaine. "Ihmiset ovat jopa ajatelleet sen louhimista Kuussa saadakseen käsityksen siitä, kuinka arvokas se on", hän sanoo.

Päätelty ilmakehän nousu ³Hän myös ylittää suuresti arviot ihmisen aiheuttamista päästöistä maakaasusta, ydinaseista ja ydinvoiman tuotannosta, mikä viittaa mahdollisiin ongelmiin aikaisemmissa isotooppimittauksissa tai virheelliseen arvioon tunnetuista lähteistä, hän sanoo. "Parantamalla ilmakehän heliumin mittausta toivomme kehittävämme maakaasun alueellisesta ja globaalista käytöstä indikaattorin, jota voitaisiin käyttää kaupunkien ilmanlaatututkimuksissa", hän kertoo. Fysiikan maailma.

Tutkijat sanovat nyt tarkistavansa ilmakehän heliumisotooppitrendiä tässä tutkimuksessa käyttämistään korkealaatuisista näytteistä. "Toinen keino, johon haluaisimme pyrkiä, on tehdä jatkuvia heliummittauksia, ymmärtää paremmin paikallisia päästölähteitä kaupungeissa ja varmistaa näiden perusteella raportoidut fossiilisten polttoaineiden päästöt", Birner päättää.

Tämä työ on kuvattu yksityiskohtaisesti Nature Geoscience.

Viesti Ilmakehän heliumpitoisuudet ovat nousussa ilmestyi ensin Fysiikan maailma.

• Coinsmart. Euroopan paras Bitcoin- ja kryptopörssi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. VAPAA PÄÄSY.
• CryptoHawk. Altcoinin tutka. Ilmainen kokeilu.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/atmospheric-helium-levels-are-on-the-rise/