气候电讯 | 新的研究证实了长期以来关于化石燃料生产副产品的怀疑，表明大气中的氦浓度正在上升。
该研究结果——周一发表在《自然地球科学》杂志上——是世界依赖化石燃料的又一个指标。氦气不是温室气体，但它是化石燃料，特别是天然气生产的副产品。
这项研究的发现似乎是显而易见的。但多年来，科学家们一直难以证明氦含量确实与温室气体一起增加。直接观察空气中的氦浓度并确定它们是否随着时间的推移而上升可能很棘手，并且之前的研究产生了相互矛盾的结果。
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“人们讨论这个问题已经几十年了，但一直没有得出结论，”该研究的主要作者、加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的博士后研究员本杰明·伯纳说。
为了帮助解决大气化学家之间长期存在的问题，伯纳和他的合著者使用了一种新的、更精确的方法来评估空气中的氦浓度。
研究人员利用过去 50 年在全球各地收集的空气样本，比较了大气中氦与氮的比率。科学家们普遍认为氮含量基本保持不变。如果氦与氮的比率随着时间的推移发生变化，那么他们可以得出结论，氦浓度发生了变化。
氦可以以几种不同的形式或同位素释放。研究人员特别关注氦-4，它是化石燃料生产过程中释放量最大的同位素。
他们发现，氦-4 的确正在大气中上升。
澳大利亚联邦科学与工业研究组织的 атмосферный 科学家雷·兰根费尔兹说，还有更多问题有待解决。
“早期关于大气氦趋势的研究产生了相互矛盾的结果，这让人对化石燃料对氦的真实影响产生了疑问，”没有参与这项研究的兰根费尔兹在给 E&E 新闻的电子邮件中说。“这篇新论文带来了新的信息，将使我们更接近解决悬而未决的问题，但并非一切都已尘埃落定。”
一个谜团结束，另一个谜团开始
科学家们还研究了另一种同位素，氦-3。氦-3 也是化石燃料生产的副产品，但大多数研究表明，它的释放量远低于氦-4。
氦-3 有潜力作为核聚变的燃料，核聚变通常被吹捧为潜在的近乎无限的清洁能源（尽管该行业距离商业可行性还很远）。它很稀缺，并引发了人们对全球短缺的周期性担忧。
但是，当研究人员检查大气中氦-3 与氦-4 的比率数据时，他们发现氦-3 的增加速度似乎比预期的要高得多。
除了化石燃料工业之外，还有其他氦-3 的来源。它也是核活动的副产品，包括全球的核武器储备和核电的产生。但即使是这些来源也无法完全解释大气中氦-3 的增加。
那么它来自哪里？目前，研究人员大多感到困惑。
“一种选择是，天然气中的氦-3 比以前认为的要多得多，”伯纳说。“或者我们遗漏了一些东西。但我真的不知道那可能是什么。”
然而，该研究关于氦-4 的发现更加明确，并可能开辟一种新的方法来监测化石燃料的温室气体排放。
伯纳表示，由于氦主要与天然气行业有关，因此密切关注其浓度可以帮助科学家“解开”天然气与其他来源的排放。
科学家们已经提出了各种方法来区分化石燃料排放与其他天然排放的温室气体。追踪与化石燃料相关的空气中的碳-14 是一种解析方法。
但是，区分不同类型化石燃料的排放可能比较棘手。一种可能性是识别特定于不同来源的化学标记。
兰根费尔兹指出，由于不同天然气储层的浓度往往会有所不同，因此很难使用氦气进行全球化石燃料排放量估算。但科学家们也在探索是否可以使用氦气来检测天然气开采地点的泄漏或用于其他规模较小、局部范围的监测目的。
事实上，伯纳目前正在努力调整他的氦气监测方法，以便在较小的规模上更容易使用。
“我对前景感到非常兴奋，”他说。
经 POLITICO, LLC 许可，转载自E&E 新闻。版权所有 2022。E&E 新闻为能源和环境专业人士提供重要新闻。