Os níveis de hélio atmosférico estão em ascensão

Os níveis de hélio-4 na atmosfera da Terra têm aumentado desde pelo menos 1974, de acordo com um estudo realizado por investigadores da Universidade da Califórnia, em San Diego, EUA, que resolve uma anomalia de longa data na ciência atmosférica.

O hélio-4, o isótopo mais abundante do hélio, é produzido pelo decaimento radioativo na crosta terrestre e acumula-se em pequenas quantidades no gás natural. Quando o gás é extraído e queimado, o hélio é liberado na atmosfera. Cálculos teóricos sugeriram, portanto, que os níveis atmosféricos de hélio-4 devem ter aumentado durante décadas devido ao uso de combustíveis fósseis. Até agora, porém, faltavam evidências experimentais convincentes de tal aumento.

Medições de fração molar de hélio

No trabalho mais recente, pesquisadores liderados por Benjamin Birner, do Scripps Institution of Oceanography, desenvolveram uma técnica nova e precisa para medir a proporção atmosférica de hélio-4 (⁴He) em nitrogênio (N₂). Eles estudaram 46 amostras de ar adquiridas entre 1974 e 2020 e descobriram que o ⁴A concentração de He aumentou a uma taxa média de 39 +/- 3 bilhões de moles por ano.

“Como os níveis de nitrogênio na atmosfera são constantes, as mudanças na ⁴Galinha₂ A proporção indica variabilidade no conteúdo atmosférico de hélio”, explica Birner. “Determinamos essa proporção usando uma nova técnica de espectrometria de massa que mede a fração molar de hélio no ar com uma precisão sem precedentes.”

As novas observações também sugerem que os níveis atmosféricos de outro isótopo de hélio, ³Ele também aumentou. “Embora não tenhamos medido ³Ele só ⁴Galinha₂, alguns estudos anteriores sobre a razão isotópica do hélio atmosférico (³Ele/⁴Ele) não encontrou nenhuma tendência aparente”, diz Birner. “Juntamente com a nossa observação de um claro aumento na ⁴He, uma razão isotópica estável implica um acúmulo correspondente de ³Ele e ⁴Ele."

Birner acrescenta que o aumento ³Ele permanece em grande parte inexplicado e merece mais investigação – especialmente porque este isótopo é muito raro e tem várias aplicações importantes, inclusive como combustível para fusão nuclear. “Para se ter uma ideia de quão precioso é, as pessoas até pensaram em extraí-lo na Lua”, diz ele.

O aumento inferido na atmosfera ³Ele também excede em muito as estimativas de emissões antrópicas de gás natural, armas nucleares e geração de energia nuclear, sugerindo problemas potenciais com medições isotópicas anteriores ou uma avaliação incorreta de fontes conhecidas, diz ele. “Ao melhorar a medição do hélio atmosférico, esperamos desenvolver um indicador do uso regional e global do gás natural que possa ser usado em estudos de qualidade do ar nas cidades”, diz ele. Mundo da física.

Os pesquisadores dizem que agora irão verificar a tendência dos isótopos atmosféricos de hélio a partir das amostras de alta fidelidade que usaram neste estudo. “Outro caminho que gostaríamos de seguir é fazer medições contínuas de hélio, para compreender melhor as fontes locais de emissões nas cidades e, a partir delas, verificar as emissões relatadas de combustíveis fósseis”, conclui Birner.

O presente trabalho é detalhado em Nature Geoscience.

O posto Os níveis de hélio atmosférico estão em ascensão apareceu pela primeira vez em Mundo da física.

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