Une nouvelle méthode scientifique a permis de trouver un important gisement d'hélium

Une découverte très opportune et importante pour l'humanité

Appareil d'imagerie par résonance magnétique: l'

un des éléments les plus courants de l'Univers - l'hélium - est relativement rare sur Terre. À ce jour, les scientifiques n'ont même pas eu le moyen de retrouver ses gisements.

L'hélium n'a été trouvé que par hasard , ainsi que des gisements de gaz naturel, et a été extrait du même gaz naturel par un processus de séparation à basse température - la soi-disant distillation fractionnée.

Dans le même temps, l'hélium est extrêmement important pour la science et l'industrie. Dans certains cas, ce n'est pas trop critique - personne ne s'inquiétera si les ballons cessent de voler dans le ciel. Mais dans certaines régions, l'hélium est presque indispensable. Par exemple, dans les appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM), des électroaimants supraconducteurs fonctionnant dans l'hélium liquide sont utilisés. Il s'agit du réfrigérant le plus optimal et l'absence d'hélium aurait des conséquences désagréables.

En plus de l'imagerie par résonance magnétique, l'hélium liquide est utilisé comme réfrigérant pour refroidir les aimants supraconducteurs dans les détecteurs de rayonnement infrarouge et haute fréquence, les magnétomètres à calmar, les microscopes à effet tunnel et les accélérateurs de particules chargées. Par exemple, le Grand collisionneur de hadrons du CERN utilise 96 tonnes d'hélium liquide pour maintenir une température de 1,9 ° K.



L'hélium liquide est également utilisé dans les cryostats de dissolution, les machines électriques cryogéniques. Hélium gazeux - en métallurgie comme gaz inerte protecteur pour la fusion de métaux purs, dans l'industrie alimentaire (additif alimentaire E939) comme gaz propulseur et d'emballage, pour le remplissage de navires flottants (dirigeables et ballons) comme alternative sûre à l'hydrogène, dans les bouteilles de plongée, pour le remplissage ballons et coquilles de sondes météorologiques, pour remplir les tubes à décharge, comme liquide de refroidissement dans certains types de réacteurs nucléaires, comme support pour la chromatographie en phase gazeuse, pour rechercher des fuites dans chaudières ruboprovodah et en tant que composant de fluide de travail dans les lasers à hélium-néon, pour purger des réservoirs de carburant de fusées liquides, etc.

L'hélium-3 est également un combustible prometteur pour l'énergie thermonucléaire dans un avenir lointain. Il est surprenant qu'avec une telle importance de l'hélium pour la science et l'industrie, et compte tenu également de ses perspectives énergétiques, les scientifiques n'aient toujours pas recherché efficacement les dépôts d'hélium dans la croûte terrestre. Il est arrivé au point que certains experts proposent même d'extraire l'hélium du régolithe sur la lune , si les réserves terrestres de cet élément sont épuisées.

Jusqu'à récemment, aucun gisement d'hélium n'a été trouvé à dessein - uniquement par accident, en petites quantités, avec du pétrole et du gaz.

Maintenant, la situation a finalement évolué. Un groupe de scientifiques des universités d'Oxford et de Durham (Grande-Bretagne) avec une société solaire norvégienneHelium One a développé une toute nouvelle méthode pour détecter les gisements de gaz - et avec son aide, ils ont trouvé le premier véritable gisement d'hélium (sur le territoire de l'État africain de Tanzanie).

Les scientifiques ont commencé par des travaux théoriques. Ils ont étudié comment, pendant l'activité volcanique, les anciennes roches minérales de la croûte terrestre sont suffisamment chauffées pour libérer l'hélium qu'elles contiennent.

Pour l'étude, les auteurs ont choisi la vallée du Rift est-africain tanzanien (Great Rift Valley), où le mouvement des continents génère une activité volcanique et crée des fissures dans la croûte terrestre, exposant les roches minérales les plus anciennes. Soit dit en passant, parmi ces races, les scientifiques ont récemment découvert les restes fossilisés de la plus ancienne ferme sur Terre, vieille de 25 millions d'années., les termites cultivaient des champignons pour nourrir leur colonie.


Emplacement de la Grande Vallée du Rift

Comme vous pouvez le voir, la Grande Vallée du Rift est utile non seulement pour l'histoire de l'évolution, mais aussi pour d'autres domaines de la science et de l'industrie. C'est là qu'ils ont trouvé un gisement d'hélium.

Les résultats de l'étude ont été présentés par l' un des auteurs des travaux scientifiques, étudiant diplômé de l'Université de Durham, Diveena Danabalan, lors de la conférence Goldschmidt sur la géochimie à Yokohama (Japon).

"Nous avons montré que l'activité volcanique dans la faille est importante pour la formation de réservoirs tangibles d'hélium", a expliqué l'étudiant diplômé. - Probablement, l'activité volcanique fournit suffisamment de chaleur pour libérer l'hélium accumulé dans les roches anciennes. Cependant, si les pièges à gaz sont trop proches d'un volcan particulier, il y a un risque de mélanger de l'hélium avec des gaz volcaniques tels que le dioxyde de carbone, tout comme nous le voyons dans les sources thermales de cette région. » Maintenant, les scientifiques travaillent à déterminer l'emplacement de la zone «idéale» la plus favorable entre la roche ancienne et les volcans modernes, où les meilleures conditions pour la formation de réservoirs d'hélium pur sont présentes.

Une astuce aléatoire a permis de trouver le gisement d'hélium en Tanzanie - dans la vallée du Rift tanzanien d'Afrique de l'Est, il y avait des endroits où l' hélium et l'hydrogène étaient libérés directement du sol . Armés d'une nouvelle théorie géologique de la formation des champs, les scientifiques ont fait l'hypothèse audacieuse qu'il existe de riches réserves d'hélium sous terre. Et c'est arrivé.


Dépôts d'hélium en Tanzanie: Rukva , Balangida et Eyasi . Carte d'hélium One

Des experts indépendants ont estimé les réserves probables d'hélium du champ de Rukva à lui seul à 1,528 milliard de mètres cubes. Cela suffit pour remplir 1,2 million d'appareils d'imagerie par résonance magnétique avec de l'hélium liquide.

Mais surtout, la nouvelle méthode est utilisée pour rechercher de nouveaux dépôts qui sont maintenant plus que jamais nécessaires. La consommation mondiale d'hélium est de 226 millions de mètres cubes par an, et il ne reste que 685 millions de mètres cubes d'hélium dans le plus grand réservoir du monde, la Réserve fédérale d'hélium des États-Unis. Parallèlement, le total des réserves d'hélium connues aux États-Unis est d'environ 4,3 milliards de mètres cubes.

Ainsi, la découverte de géochimistes britanniques et norvégiens sera utile pour l'économie mondiale, la science et la technologie. Peut-être qu'au moins pendant plusieurs décennies, l'humanité se fournira de l'hélium, même en tenant compte de la croissance de la consommation.

Source: https://habr.com/ru/post/fr395711/