Helio en la atmósfera: los niveles aumentan desde 1974 por el uso de combustibles fósiles

Científicos del Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos) han utilizado una técnica sin precedentes para detectar que los niveles de helio están aumentando en la atmósfera, resolviendo así una cuestión que ha persistido entre los químicos atmosféricos durante décadas, según publican en la revista ‘Nature Geoscience’.

La abundancia atmosférica del isótopo 4-helio (4He) está aumentando porque el 4He se libera durante la quema y extracción de combustibles fósiles. Los investigadores informan de que está aumentando a un ritmo muy pequeño pero, por primera vez, claramente medible. El isótopo 4He no contribuye al efecto invernadero que calienta el planeta, pero su medición podría servir como indicador indirecto del uso de combustibles fósiles.

“La principal motivación era resolver una antigua controversia en la comunidad científica sobre las concentraciones de helio en la atmósfera”, afirma el autor principal del estudio, Benni Birner, antiguo estudiante de posgrado y actual investigador posdoctoral del Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego.

El isótopo 4He se produce por desintegración radiactiva en la corteza terrestre y se acumula en los mismos depósitos que los combustibles fósiles, en particular los de gas natural. Durante la extracción y combustión de los combustibles fósiles, se libera casualmente 4He, lo que crea otro medio para evaluar la escala de la actividad industrial.

El avance del estudio radica en la técnica que el equipo de Oceanografía de Scripps utilizó para medir la cantidad de helio que hay en la atmósfera. Birner y los geocientíficos de Scripps Jeff Severinghaus, Bill Paplawsky y Ralph Keeling crearon un método preciso para comparar el isótopo 4He con los niveles del gas atmosférico común nitrógeno. Dado que los niveles de nitrógeno en la atmósfera son constantes, un aumento de He/N2 es indicativo de la tasa de acumulación de 4He en la atmósfera.

El coautor del estudio y geoquímico de la Oceanografía de Scripps, Ralph Keeling, supervisor de la famosa medición del dióxido de carbono conocida como la Curva de Keeling, describe el estudio como una “obra maestra de la geoquímica fundamental”.

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Aunque el helio es relativamente fácil de detectar por los científicos en las muestras de aire, presente en niveles de cinco partes por millón de aire, nadie había hecho el trabajo de medirlo con el suficiente cuidado para observar un aumento atmosférico, subraya.

El estudio también sienta las bases para que los científicos conozcan mejor el valioso isótopo 3-helio (3He), que tiene usos para la fusión nuclear, la criogenia y otras aplicaciones. Las propuestas para adquirir el escaso gas de la Luna son un indicio de hasta dónde llegarán los fabricantes para cosecharlo.

Según trabajos anteriores de otros investigadores, el isótopo 4He existe en la atmósfera en lo que parece ser una proporción invariable con el 3He. El aumento atmosférico del isótopo 4He medido en Scripps implica, por tanto, que el isótopo 3He debe estar aumentando a un ritmo comparable al del 4He. La investigación del equipo de Birner plantea varias cuestiones sobre la exactitud de las suposiciones anteriores de los científicos acerca de cómo se produce el 3He y en qué cantidad.

“No lo sabemos con certeza, pero me pregunto si hay más 3He saliendo de la Tierra de lo que creíamos hasta ahora, que tal vez podría ser cosechado y alimentar nuestros reactores de fusión nuclear en el futuro”, señala Birner.

“El estudio pone en evidencia una controversia en torno al raro isótopo de helio 3He --prosigue Keeling--. Las implicaciones no están ni mucho menos claras, pero da pie a que se realicen más trabajos”.