Atmosferische heliumniveaus stijgen PlatoBlockchain Data Intelligence. Verticaal zoeken. Ai.

Atmosferische heliumniveaus stijgen

Tijdstempel: 17 juni 2022 8:59 uur

Het niveau van helium-4 in de atmosfeer van de aarde is ten minste sinds 1974 gestegen, blijkt uit een onderzoek van onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Diego, VS, dat een al lang bestaande anomalie in de atmosferische wetenschap oplost.

Benjamin Birner
Studie hoofdauteur Benjamin Birner van Scripps Institution of Oceanography aan UC San Diego. (Met dank aan: Erik Jepsen/UC San Diego)

Helium-4, de meest voorkomende isotoop van helium, wordt geproduceerd door radioactief verval in de aardkorst en hoopt zich in kleine hoeveelheden op in aardgas. Wanneer het gas wordt gewonnen en verbrand, komt het helium vrij in de atmosfeer. Theoretische berekeningen hebben daarom gesuggereerd dat de concentraties van helium-4 in de atmosfeer al tientallen jaren moeten zijn toegenomen als gevolg van het gebruik van fossiele brandstoffen. Tot nu toe ontbrak overtuigend experimenteel bewijs voor een dergelijke opbouw.

Metingen van de molfractie van helium

In het nieuwste werk ontwikkelden onderzoekers onder leiding van Benjamin Birner van Scripps Institution of Oceanography een nieuwe en nauwkeurige techniek om de atmosferische verhouding van helium-4 te meten (4He) naar stikstof (N2). Ze bestudeerden 46 luchtmonsters die tussen 1974 en 2020 waren verkregen en ontdekten dat de 4De concentratie nam toe met een gemiddelde snelheid van 39 +/- 3 miljard mol per jaar.

googletag.cmd.push (function () {googletag.display ('div-gpt-ad-3759129-1');});

“Aangezien de stikstofniveaus in de atmosfeer stabiel zijn, veranderen er veranderingen in de atmosfeer 4Kip2 Deze verhouding duidt op de variabiliteit in het heliumgehalte in de atmosfeer”, legt Birner uit. “We hebben deze verhouding bepaald met behulp van een nieuwe massaspectrometrische techniek die met ongekende precisie de molfractie helium in de lucht meet.”

De nieuwe waarnemingen suggereren ook dat de atmosferische niveaus van een andere isotoop van helium, 3Hij is ook toegenomen. “Terwijl we niet hebben gemeten 3Hij alleen 4Kip2, enkele eerdere onderzoeken naar de atmosferische heliumisotoopverhouding (3Hij/4Hij) vond geen duidelijke trend”, zegt Birner. “Samen met onze waarneming van een duidelijke toename van 4Hij, een stabiele isotopenverhouding impliceert een overeenkomstige opbouw van 3Hij en 4Hij."

Birner voegt eraan toe dat de toename van 3Hij blijft grotendeels onverklaard en rechtvaardigt verder onderzoek – vooral omdat deze isotoop zeer zeldzaam is en verschillende belangrijke toepassingen heeft, onder meer als brandstof voor kernfusie. ‘Om een ​​idee te geven van hoe kostbaar het is: mensen hebben er zelfs aan gedacht om het op de maan te delven’, zegt hij.

De afgeleide toename van de atmosferische druk 3Hij overtreft ook ruimschoots de schattingen van de antropogene emissies van aardgas, kernwapens en de opwekking van kernenergie, wat wijst op mogelijke problemen met eerdere isotopenmetingen of een onjuiste inschatting van bekende bronnen, zegt hij. “Door de meting van helium in de atmosfeer te verbeteren, hopen we een indicator te ontwikkelen van het regionale tot mondiale aardgasverbruik die gebruikt zou kunnen worden in luchtkwaliteitsstudies in steden”, vertelt hij. Natuurkunde wereld.

De onderzoekers zeggen dat ze nu de atmosferische heliumisotooptrend zullen verifiëren aan de hand van de hifi-monsters die ze in dit onderzoek hebben gebruikt. “Een andere weg die we zouden willen volgen is het uitvoeren van continue heliummetingen, om lokale emissiebronnen in steden beter te begrijpen en op basis hiervan de gerapporteerde emissies van fossiele brandstoffen te verifiëren”, besluit Birner.

Het huidige werk is gedetailleerd in Nature Geoscience.

De post Atmosferische heliumniveaus stijgen verscheen eerst op Natuurkunde wereld.

Tijdstempel:

Meer van Natuurkunde wereld