Helium är det näst vanligaste elementet i universum, men det är relativt sällsynt på jorden – så mycket så att vissa har krävt ett förbud mot partiballonger för att avvärja en världsomspännande brist. Men ett team av forskare som leds av Diveena Danabalan av Durham University genomförde en ny studie som tyder på att det kan finnas stora nya källor till Gasen i västra bergsregionerna i Nordamerika.
först upptäcktes i spektrumet av solen, i ett och ett halvt sekel helium har blivit en viktig resurs i vår högteknologiska värld., Ädelgasen används i kryogenik, MR-skannrar, halvledartillverkning, svetsning, djuphavsdykning och luftskepp och ballonger-även om den senare utgör en överraskande liten del av efterfrågan.
problemet är att även om helium utgör nästan en fjärdedel av all materia i universum, är det mycket sällsynt på jorden med huvudförsörjningen från naturgasbrunnar i Nordamerika. Detta beror på att helium är ett mycket lätt element som, när det flyr in i luften, flyter ut i rymden., Väte är lättare, men det är vanligt på jorden eftersom väte fångas i molekyler av vatten eller organiska föreningar. Helium bildar å andra sidan inga föreningar även med sig själv utom några mycket instabila under extraordinära laboratorieförhållanden.
nyligen genomförda studier har pekat på en drastisk nedgång i kända heliumreserver och inga stora upptäckter för att ersätta dem. Så är fallet, rädslan är att vi kan få slut på helium så snart att vissa forskare, såsom Cambridge University kemist Peter Wothers, kräver ett slut på dess användning i parti ballonger.,
för den nya studien tittade ett team av forskare från Durham och Oxford universitet på naturgasregioner i Nordamerika, där de utsatte gasprover från 22 brunnar i USA och Kanada för masspektroskopi. Genom att analysera isotoperna av helium, neon och argon kunde de få en bättre förståelse för hur helium produceras, transporteras och fångas i jorden.
de flesta helium på jorden är helium-4 (4He), som produceras av radioaktivt förfall djupt inne i planeten., Under hundratals miljoner år migrerar den upp till skorpan, där den släpps under perioder av tektonisk aktivitet. Genom att jämföra förhållandena för 4He med neon-20 (20Ne) i det heliumrika Hugoton-Panhandle-gasfältet som löper genom Texas, Oklahoma och Kansas, fann laget att släppt helium löser upp i grundvatten, vilket transporterar det till naturgasfyndigheter. Enligt Danabalan indikerar denna mekanism att mycket mer helium väntar på att tappas än tidigare trodde.,
”vi identifierade neonisotopspårare som visar en stark koppling mellan helium och grundvatten”, säger Danabalan. ”Detta innebär att grundvattnet i vissa geologiska regioner transporterar stora volymer helium till naturgasfält, där fångstpotentialen är störst. Detta tyder på att vi förmodligen har underskattat de volymer helium som faktiskt finns att utforska.,
”på en kontinental skala, och vi talar om en linje som går rakt ner i Klippiga bergen, ser vi processer som släpper ut det befintliga heliumet som har byggts upp djupt under jorden under hundratals miljoner år”, fortsatte hon. ”På vissa ställen, som i Yellowstone Park i Wyoming, släpps det djupa heliumet direkt in i atmosfären. I andra ser vi att det djupa helium som släpptes när de klippiga bergen bildades har perkolerat via grundvattnet i samma underjordiska reservoarer där vi hittar naturgas., Det betyder att det nästan säkert finns heliumreservoarer som vi inte hade förväntat oss. Ännu viktigare är att förstå hur och varför helium anländer till dessa reservoarer innebär att vi nu vet var vi ska leta efter nya heliumresurser.”
lagets resultat presenterades förra veckan vid Goldschmidt geokemistry-konferensen i Prag.