Рівень гелію в атмосфері зростає

Рівень гелію-4 в атмосфері Землі зростає принаймні з 1974 року, згідно з дослідженням дослідників Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, США, яке вирішує давню аномалію в науці про атмосферу.

Гелій-4, найпоширеніший ізотоп гелію, утворюється в результаті радіоактивного розпаду в земній корі та накопичується в невеликих кількостях у природному газі. Коли газ видобувається і спалюється, гелій виділяється в атмосферу. Таким чином, теоретичні розрахунки показали, що рівень гелію-4 в атмосфері зростав протягом десятиліть через використання викопного палива. Однак досі не було переконливих експериментальних доказів такого накопичення.

Вимірювання молярної частки гелію

В останній роботі дослідники під керівництвом Бенджаміна Бірнера з Інституту океанографії Скріппса розробили нову і точну методику вимірювання атмосферного співвідношення гелію-4 (⁴Він) до азоту (N₂). Вони вивчили 46 зразків повітря, отриманих у період з 1974 по 2020 рік, і виявили, що ⁴Його концентрація зростала в середньому на 39 +/-3 мільярдів молей на рік.

«Оскільки рівні азоту в атмосфері стабільні, зміни в ⁴Він/Н₂ співвідношення вказує на мінливість вмісту гелію в атмосфері», – пояснює Бірнер. «Ми визначили це співвідношення за допомогою нової мас-спектрометричної методики, яка вимірює молярну частку гелію в повітрі з безпрецедентною точністю».

Нові спостереження також показують, що атмосферні рівні іншого ізотопу гелію, ³Він також збільшився. «Поки ми не вимірювали ³Тільки він ⁴Він/Н₂, деякі попередні дослідження співвідношення ізотопів гелію в атмосфері (³Він/⁴Він) не виявив жодної очевидної тенденції», — каже Бірнер. «Разом із нашими спостереженнями явного збільшення ⁴He, стабільне ізотопне співвідношення передбачає відповідне накопичення ³Він і ⁴Він."

Бірнер додає, що збільшення в ³Він залишається в основному непоясненим і вимагає подальших досліджень – особливо тому, що цей ізотоп є дуже рідкісним і має кілька важливих застосувань, у тому числі як паливо для ядерного синтезу. «Щоб дати уявлення про те, наскільки він цінний, люди навіть думали про його видобуток на Місяці», — каже він.

Передбачуване збільшення атмосфери ³Він також значно перевищує оцінки антропогенних викидів від природного газу, ядерної зброї та виробництва ядерної енергії, що свідчить про потенційні проблеми з попередніми вимірюваннями ізотопів або неправильну оцінку відомих джерел, каже він. «Покращуючи вимірювання атмосферного гелію, ми сподіваємося розробити індикатор регіонального та глобального споживання природного газу, який можна було б використовувати в дослідженнях якості повітря в містах», — розповідає він. Світ фізики.

Дослідники кажуть, що тепер вони перевірятимуть тенденцію ізотопів гелію в атмосфері за зразками високої точності, які вони використовували в цьому дослідженні. «Ще один напрямок, яким ми хотіли б займатися, — проводити безперервні вимірювання гелію, щоб краще зрозуміти місцеві джерела викидів у містах і на основі них перевірити зареєстровані викиди викопного палива», — підсумовує Бірнер.

Дана робота детально описана в Nature Geoscience.

Повідомлення Рівень гелію в атмосфері зростає вперше з'явився на Світ фізики.

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://physicsworld.com/a/atmospheric-helium-levels-are-on-the-rise/