I livelli di elio atmosferico sono in aumento

I livelli di elio-4 nell'atmosfera terrestre sono in aumento almeno dal 1974, secondo uno studio condotto da ricercatori dell'Università della California, a San Diego, negli Stati Uniti, che risolve un'anomalia di lunga data nella scienza dell'atmosfera.

L'elio-4, l'isotopo più abbondante dell'elio, è prodotto dal decadimento radioattivo nella crosta terrestre e si accumula in piccole quantità nel gas naturale. Quando il gas viene estratto e bruciato, l'elio viene rilasciato nell'atmosfera. I calcoli teorici hanno quindi suggerito che i livelli atmosferici di elio-4 devono essere in aumento da decenni a causa dell'uso di combustibili fossili. Fino ad ora, tuttavia, mancavano prove sperimentali convincenti di un simile accumulo.

Misure della frazione molare dell'elio

Nell'ultimo lavoro, i ricercatori guidati da Benjamin Birner dello Scripps Institution of Oceanography hanno sviluppato una nuova e precisa tecnica per misurare il rapporto atmosferico di elio-4 (⁴He) all'azoto (N₂). Hanno studiato 46 campioni d'aria acquisiti tra il 1974 e il 2020 e hanno scoperto che il ⁴La concentrazione di He è aumentata a un tasso medio di 39 +/- 3 miliardi di moli all'anno.

“Poiché i livelli di azoto nell'atmosfera sono costanti, i cambiamenti nel ⁴Gallina₂ il rapporto indica la variabilità del contenuto di elio atmosferico", spiega Birner. "Abbiamo determinato questo rapporto utilizzando una nuova tecnica di spettrometria di massa che misura la frazione molare di elio nell'aria con una precisione senza precedenti".

Le nuove osservazioni suggeriscono anche che i livelli atmosferici di un altro isotopo dell'elio, ³Anche lui è aumentato. “Anche se non abbiamo misurato ³Lui, solo ⁴Gallina₂, alcuni studi precedenti sul rapporto isotopico dell'elio atmosferico (³Lui/⁴Lui) non ha trovato alcuna tendenza apparente", dice Birner. “Insieme alla nostra osservazione di un netto aumento di ⁴Lui, un rapporto isotopico stabile implica un corrispondente accumulo di ³Lui e ⁴Lui."

Birner aggiunge che l'aumento di ³Rimane in gran parte inspiegabile e merita ulteriori ricerche, soprattutto perché questo isotopo è molto raro e ha diverse applicazioni importanti, incluso come combustibile per la fusione nucleare. "Per dare un'idea di quanto sia prezioso, le persone hanno persino pensato di estrarlo sulla Luna", dice.

L'inferito aumento dell'atmosfera ³Inoltre supera di gran lunga le stime delle emissioni antropogeniche da gas naturale, armi nucleari e generazione di energia nucleare, suggerendo potenziali problemi con precedenti misurazioni degli isotopi o una valutazione errata delle fonti note, afferma. "Migliorando la misurazione dell'elio atmosferico, speriamo di sviluppare un indicatore dell'utilizzo di gas naturale da regionale a globale che potrebbe essere utilizzato negli studi sulla qualità dell'aria delle città", dice Mondo della fisica.

I ricercatori dicono che ora verificheranno la tendenza dell'isotopo dell'elio atmosferico dai campioni ad alta fedeltà che hanno usato in questo studio. "Un'altra strada che vorremmo perseguire è quella di effettuare misurazioni continue dell'elio, per comprendere meglio le fonti di emissione locali nelle città e, da queste, verificare le emissioni di combustibili fossili riportate", conclude Birner.

Il presente lavoro è dettagliato in Nature Geoscience.

Il post I livelli di elio atmosferico sono in aumento apparve prima Mondo della fisica.

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