根据美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员的一项研究，该研究解决了大气科学中长期存在的异常现象，至少自 4 年以来，地球大气中氦 1974 的含量一直在增加。
Helium-4 是氦的最丰富的同位素，由地壳中的放射性衰变产生，并在天然气中少量积累。 当气体被提取和燃烧时，氦气被释放到大气中。 因此，理论计算表明，由于化石燃料的使用，氦 4 的大气水平几十年来肯定一直在增加。 然而，到目前为止，还缺乏令人信服的实验证据来证明这种积累。
氦摩尔分数测量
在最新的工作中，由斯克里普斯海洋研究所的 Benjamin Birner 领导的研究人员开发了一种新的精确技术来测量氦 4 的大气比例（4He) 到氮 (N2）。 他们研究了 46 年至 1974 年间采集的 2020 个空气样本，发现 4他的浓度以每年 39 +/- 3 亿摩尔的平均速度增加。
“由于大气中的氮含量是稳定的，因此 4母鸡2 比率表明大气中氦含量的变化，”Birner 解释说。 “我们使用一种新颖的质谱技术确定了这个比率，该技术以前所未有的精度测量空气中的氦摩尔分数。”
新的观察结果还表明，氦的另一种同位素的大气水平， 3他，也增加了。 “虽然我们没有测量 3他，只有 4母鸡2, 一些先前关于大气氦同位素比值的研究 (3他/4他）没有发现明显的趋势，”Birner 说。 “连同我们观察到的明显增加 4He，稳定的同位素比率意味着相应的 3他和 4他。”
Birner 补充说，在 3他在很大程度上仍然无法解释，值得进一步研究——特别是因为这种同位素非常罕见，并且有几个重要的应用，包括作为核聚变的燃料。 “为了了解它的珍贵程度，人们甚至考虑在月球上开采它，”他说。
推断的大气增加 3他还大大超过了对天然气、核武器和核能发电的人为排放的估计，这表明以前的同位素测量存在潜在问题，或者对已知来源的评估不正确，他说。 “通过改进对大气中氦气的测量，我们希望开发一个区域到全球天然气使用量的指标，可用于城市空气质量研究，”他告诉 物理世界.
研究人员表示，他们现在将从他们在本研究中使用的高保真样品验证大气中的氦同位素趋势。 “我们想要追求的另一条途径是进行连续氦测量，以更好地了解城市的当地排放源，并从中验证报告的化石燃料排放，”Birner 总结道。
目前的工作在 自然地球科学.
该职位 大气中的氦含量正在上升 最早出现 物理世界.
