Helium v jadre našej planéty: Prekvapujúce zistenia vedcov

Helium je nenahraditeľný prvok v mnohých priemyselných odvetviach, pričom jeho neustále ubúdajúce zásoby sú vážnym globálnym problémom. Známe využitie zahrňuje chladenie v medicínských zariadeniach, ako aj v kvantových počítačoch a výrobnom procese mikroprocesorov, kľúčových komponentov dnešnej digitálnej éry. Avšak nedávne vedecké objavy naznačujú, že pod zemskou kôrou môže driemať obrovské zásoby tohto ušľachtilého plynu. Skupina vedcov z Japonska a Taiwanu nedávno publikovala štúdiu, ktorá tvrdí, že jadro Zeme je plné hélia. Poďme sa na tento záhadný objav pozrieť bližšie.

Kľúčové poznatky

• Helium uniká do vesmíru: Keď sa helium uvoľní do atmosféry, rýchlo uniká do vesmíru, čím sa naše zásoby zásadne znižujú.
• Štyri krízy helium do 2024: Veľké výpadky v produkčných zariadeniach v USA a Katare spôsobili globálne helium krízy, čo značne postihlo priemysel polvodivých prvkov.
• Esenciálny význam helia: Helium je nenahraditeľné v procesoch produkcie polovodičov pre jeho vynikajúce tepelné vodivé vlastnosti a chemickú inertnosť.
• Nový objav v jadre: Štúdia dokazuje, že Helium a minerály bohaté na železo môžu pod veľkým tlakom a teplotou v zemskom jadre vytvárať väzby, čo indikujú oveľa väčšie množstvá helia, než sme očakávali.
• Možnosť doplnenia zásob: Zistenia naznačujú, že helium v horných vrstvách zemskej kôry by sa mohlo samovoľne dopĺňať z ostatných hlbších vrstiev.

Nenahraditeľný plyn a jeho unikátnosť

Helium je odlišné od všetkých ostatných prvkov, pretože má najnižší bod varu (4,2 Kelvin) a za normálneho tlaku vôbec nezamŕza. Tieto fyzikálne vlastnosti sú dôvodom, prečo je helium využívané ako chladiace médium v MR prístrojoch či v najmodernejších kvantových počítačoch. Jeho chemická inertnosť, spôsobená elektronickou štruktúrou ušľachtilých plynov, znamená, že nereaguje s bežnými látkami. Takéto jedinečné vlastnosti robia z helia nenahraditeľný surovinový zdroj.

Zistenia, ktoré menia pohľad geológov

Každý predpokladal, že helium v zemskej kôre postupne „vypadne“ a unikne do vesmíru. Avšak nedávne experimenty, ktoré emulujú podmienky v jadre Zeme, ukazujú, že helium a železo môžu vytvárať nečakané väzby pod veľkým tlakom a teplotou. Tieto väzby znamenajú, že množstvo helia uchovaného v hĺbkach Zeme môže byť tisíckrát väčšie, než sme predpokladali.

Znamená to, že naše aktuálne zásoby helia by sa mohli výrazne obnoviť, ak dôjde k pomalšiemu úniku zo spodných vrstiev zemskej kôry, čo súvisí s predchádzajúcimi nálezmi na Baffin Island v Kanade, kde boli objavené lávové speče s vysokým obsahom helia.

Zamyslenie a odporúčania

Aj keď nový výskum naznačuje, že helium by sa mohlo pohybovať z hĺbky Zeme, neexistujú zatiaľ praktické spôsoby, ako tieto hlboké zásoby efektívne využívať. Navyše, vývoj fúznych reaktorov, ktoré by mohli produkovať helium, je stále vo veľmi ranom štádiu. Medzičasom je dôležité sa zamerať na udržateľné využívanie helia a na užšie regulačné stratégie, ako sú uzavreté okruhové systémy, aby sme pomohli šetriť tento vzácny zdroj.

Hoci vedci ešte nemajú riešenie, ako preniesť nový výskum do praxe, táto štúdia ponúka nádej, že ak dôkladne prehodnotíme a zlepšíme naše využívanie helia, môžeme predísť jeho vyčerpaniu v blízkej budúcnosti.

Zdroje

• Štúdia: PhysRevLett.134.084101

Spracovanie informácií vyžaduje čas a premýšľanie nad ďalšími krokmi. Dúfajme, že toto prekvapivé zistenie podnieti ďalší výskum, ktorý nám môže pomôcť nájsť cestu, ako zabezpečiť trvalo udržateľné zdroje helia pre budúce generácie.

Približne 141 gCO₂ bolo uvľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.71 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.