新方法確認大氣中氦-4 含量上升

作者 | 發布日期 2022 年 05 月 11 日 16:20 | 分類 環境科學 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


天然氣中富含氦氣,因此隨著近幾世紀燃燒越來越多化石燃料,過程釋放的氦-4 含量也應隨之增加,然而科學家至今仍在爭論這是否為事實。最近,科學家總算用新方法檢測大氣中氦-4 含量明顯上升,雖然該同位素本身不具溫室效應、不會使地球變暖,但可間接判定化石燃料使用。此外,也可能代表可作為核融合燃料的乾淨氦-3 跟著上升。

科學界長期以來對大氣氦濃度的結論始終存在分歧,因為氦氣並非溫室惰性氣體,所有不像其他氣體一樣被持續追蹤,加上大氣總成分在過去一世紀發生變化,只是簡單地探測氦含量不一定能產生準確數據。

更令人困惑的是氦同位素「氦-4(He-4)」大量存於天然氣中,會經由後者燃燒釋放,而稀有同位素氦-3 是乾淨核融合燃料能源,燃燒化石燃料也不會釋放氦-3,代表氦-4 與氦-3 的大氣含量比例應該發生變化,然而探測結果發現兩者似乎一直維持一致。

現在根據聖地牙哥加州大學斯克里普斯海洋研究所團隊最新樣本分析,以氮氣作為對照組,發現氦-4 從 1974 年到 2020 年一直在增加,共上升了 0.193%。雖然這數字非常小(畢竟氦在大氣中濃度很低),但確實可代表化石燃料的使用跡象。

除此之外,由於氦-4 與氦-3 在大氣比例始終穩定一致,因此研究人員認為稀有的氦-3 含量可能也隨著氦-4 上升而增加 ,雖然我們無法解釋多出來的氦-3 來源。但假如地球上氦-3 比過去探測的還多,或有可能在很久以後的未來成為核融合能源燃料關鍵。

新論文發表在《自然地球科學》期刊。

(首圖來源:pixabay