Уровень гелия в атмосфере растет

Уровни гелия-4 в атмосфере Земли увеличиваются по крайней мере с 1974 года, согласно исследованию ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего, США, которое устраняет давнюю аномалию в науке об атмосфере.

Гелий-4, наиболее распространенный изотоп гелия, образуется в результате радиоактивного распада в земной коре и в небольших количествах накапливается в природном газе. Когда газ извлекается и сжигается, гелий выбрасывается в атмосферу. Таким образом, теоретические расчеты показали, что уровень гелия-4 в атмосфере должен был увеличиваться в течение десятилетий из-за использования ископаемого топлива. Однако до сих пор отсутствовали убедительные экспериментальные доказательства такого накопления.

Измерения мольной доли гелия

В последней работе исследователи под руководством Бенджамина Бирнера из Океанографического института Скриппса разработали новый и точный метод измерения содержания гелия-4 в атмосфере (⁴He) в азот (N₂). Они изучили 46 проб воздуха, взятых в период с 1974 по 2020 год, и обнаружили, что ⁴Концентрация He увеличивалась со средней скоростью 39 +/-3 миллиарда молей в год.

«Поскольку уровни азота в атмосфере стабильны, изменения в ⁴Курица₂ отношение указывает на изменчивость содержания атмосферного гелия», — объясняет Бирнер. «Мы определили это соотношение, используя новый масс-спектрометрический метод, который измеряет мольную долю гелия в воздухе с беспрецедентной точностью».

Новые наблюдения также предполагают, что атмосферные уровни другого изотопа гелия, ³Он, также увеличился. «Хотя мы не измерили ³Он, только ⁴Курица₂, некоторые предыдущие исследования отношения изотопов атмосферного гелия (³Он/⁴Он не обнаружил явной тенденции», — говорит Бирнер. «Вместе с нашим наблюдением явного увеличения ⁴He, соотношение стабильных изотопов подразумевает соответствующее наращивание ³Он и ⁴Он."

Бирнер добавляет, что увеличение ³Он остается в значительной степени необъясненным и требует дальнейших исследований, тем более что этот изотоп очень редок и имеет несколько важных применений, в том числе в качестве топлива для ядерного синтеза. «Чтобы понять, насколько он ценен, люди даже думали о его добыче на Луне», — говорит он.

Предполагаемое увеличение атмосферного ³Он также значительно превышает оценки антропогенных выбросов от природного газа, ядерного оружия и ядерной энергетики, что указывает на потенциальные проблемы с предыдущими измерениями изотопов или на неправильную оценку известных источников, говорит он. «Улучшая измерение атмосферного гелия, мы надеемся разработать индикатор регионального и глобального использования природного газа, который можно было бы использовать в исследованиях качества воздуха в городах», — говорит он. Мир физики.

Исследователи говорят, что теперь они будут проверять тенденцию содержания изотопов гелия в атмосфере на основе высокоточных образцов, которые они использовали в этом исследовании. «Еще одно направление, которое мы хотели бы использовать, — это проводить непрерывные измерения гелия, чтобы лучше понять местные источники выбросов в городах и на их основе проверить отчеты о выбросах от ископаемого топлива», — заключает Бирнер.

Настоящая работа подробно описана в Nature Geoscience.

сообщение Уровень гелия в атмосфере растет Появившийся сначала на Мир физики.

• Коинсмарт. Лучшая в Европе биржа биткойнов и криптовалют.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. БЕСПЛАТНЫЙ ДОСТУП.
• КриптоХок. Альткоин Радар. Бесплатная пробная версия.
• Источник: https://physicsworld.com/a/atmospheric-helium-levels-are-on-the-rise/