氣候電訊 | 新的研究證實了長期以來關於化石燃料生產副產品的懷疑，表明大氣中的氦濃度正在上升。
該研究結果——週一發表在《自然地球科學》雜誌上——是世界依賴化石燃料的又一個指標。氦氣不是溫室氣體，但它是化石燃料，特別是天然氣生產的副產品。
這項研究的發現似乎是顯而易見的。但多年來，科學家們一直難以證明氦含量確實與溫室氣體一起增加。直接觀察空氣中的氦濃度並確定它們是否隨著時間的推移而上升可能很棘手，並且之前的研究產生了相互矛盾的結果。
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“人們討論這個問題已經幾十年了，但一直沒有得出結論，”該研究的主要作者、加州大學聖地亞哥分校斯克裡普斯海洋研究所的博士後研究員本傑明·伯納說。
為了幫助解決大氣化學家之間長期存在的問題，伯納和他的合著者使用了一種新的、更精確的方法來評估空氣中的氦濃度。
研究人員利用過去 50 年在全球各地收集的空氣樣本，比較了大氣中氦與氮的比率。科學家們普遍認為氮含量基本保持不變。如果氦與氮的比率隨著時間的推移發生變化，那麼他們可以得出結論，氦濃度發生了變化。
氦可以以幾種不同的形式或同位素釋放。研究人員特別關注氦-4，它是化石燃料生產過程中釋放量最大的同位素。
他們發現，氦-4 的確正在大氣中上升。
澳大利亞聯邦科學與工業研究組織的 атмосферный 科學家雷·蘭根費爾茲說，還有更多問題有待解決。
“早期關於大氣氦趨勢的研究產生了相互矛盾的結果，這讓人對化石燃料對氦的真實影響產生了疑問，”沒有參與這項研究的蘭根費爾茲在給 E&E 新聞的電子郵件中說。“這篇新論文帶來了新的資訊，將使我們更接近解決懸而未決的問題，但並非一切都已塵埃落定。”
一個謎團結束，另一個謎團開始
科學家們還研究了另一種同位素，氦-3。氦-3 也是化石燃料生產的副產品，但大多數研究表明，它的釋放量遠低於氦-4。
氦-3 有潛力作為核聚變的燃料，核聚變通常被吹捧為潛在的近乎無限的清潔能源（儘管該行業距離商業可行性還很遠）。它很稀缺，並引發了人們對全球短缺的週期性擔憂。
但是，當研究人員檢查大氣中氦-3 與氦-4 的比率資料時，他們發現氦-3 的增加速度似乎比預期的要高得多。
除了化石燃料工業之外，還有其他氦-3 的來源。它也是核活動的副產品，包括全球的核武器儲備和核電的產生。但即使是這些來源也無法完全解釋大氣中氦-3 的增加。
那麼它來自哪裡？目前，研究人員大多感到困惑。
“一種選擇是，天然氣中的氦-3 比以前認為的要多得多，”伯納說。“或者我們遺漏了一些東西。但我真的不知道那可能是什麼。”
然而，該研究關於氦-4 的發現更加明確，並可能開闢一種新的方法來監測化石燃料的溫室氣體排放。
伯納表示，由於氦主要與天然氣行業有關，因此密切關注其濃度可以幫助科學家“解開”天然氣與其他來源的排放。
科學家們已經提出了各種方法來區分化石燃料排放與其他天然排放的溫室氣體。追蹤與化石燃料相關的空氣中的碳-14 是一種解析方法。
但是，區分不同型別化石燃料的排放可能比較棘手。一種可能性是識別特定於不同來源的化學標記。
蘭根費爾茲指出，由於不同天然氣儲層的濃度往往會有所不同，因此很難使用氦氣進行全球化石燃料排放量估算。但科學家們也在探索是否可以使用氦氣來檢測天然氣開採地點的洩漏或用於其他規模較小、區域性範圍的監測目的。
事實上，伯納目前正在努力調整他的氦氣監測方法，以便在較小的規模上更容易使用。
“我對前景感到非常興奮，”他說。
經 POLITICO, LLC 許可，轉載自E&E 新聞。版權所有 2022。E&E 新聞為能源和環境專業人士提供重要新聞。