Metode ilmiah baru telah membantu menemukan deposit helium yang besar

Penemuan yang sangat tepat waktu dan penting bagi kemanusiaan

Alat pencitraan resonansi magnetik.

Salah satu elemen paling umum di alam semesta - helium - relatif jarang di Bumi. Hingga saat ini, para ilmuwan bahkan belum memiliki cara untuk menemukan depositnya.

Helium hanya ditemukan secara kebetulan , bersama dengan deposit gas alam, dan diekstraksi dari gas alam yang sama dengan proses pemisahan suhu rendah - yang disebut distilasi fraksional.

Pada saat yang sama, helium sangat penting bagi sains dan industri. Dalam beberapa kasus, ini tidak terlalu kritis - tidak ada yang akan khawatir jika balon berhenti terbang ke langit. Tetapi di daerah-daerah tertentu helium sangat diperlukan. Misalnya, dalam perangkat magnetic resonance imaging (MRI), elektromagnet superkonduktor yang beroperasi dalam helium cair digunakan. Ini adalah refrigeran yang paling optimal, dan tidak adanya helium akan memiliki konsekuensi yang tidak menyenangkan.

Selain pencitraan resonansi magnetik, helium cair digunakan sebagai pendingin untuk mendinginkan magnet superkonduktor dalam inframerah dan detektor radiasi frekuensi tinggi, magnetometer cumi-cumi, pemindaian mikroskop terowongan, dan akselerator partikel bermuatan. Sebagai contoh, Cider Large Hadron Collider menggunakan 96 ton helium cair untuk mempertahankan suhu 1,9ºK.



Helium cair juga digunakan dalam cryostats disolusi, mesin listrik kriogenik. Gas Helium - dalam metalurgi sebagai gas inert pelindung untuk peleburan logam murni, dalam industri makanan (bahan tambahan makanan E939) sebagai gas penggerak dan pengemasan, untuk mengisi kapal apung (kapal udara dan balon) sebagai alternatif yang aman untuk hidrogen, dalam silinder selam, untuk mengisi balon dan cangkang probe meteorologi, untuk mengisi tabung pembuangan gas, sebagai pendingin di beberapa jenis reaktor nuklir, sebagai pembawa dalam kromatografi gas, untuk mencari kebocoran di boiler ruboprovodah dan sebagai komponen media yang bekerja di laser helium-neon, untuk membersihkan tangki bahan bakar roket cair, dll

Helium-3 juga merupakan bahan bakar yang menjanjikan untuk energi termonuklir di masa depan yang jauh. Sungguh mengejutkan bahwa dengan begitu pentingnya helium untuk sains dan industri, dan juga mempertimbangkan prospeknya untuk energi, para ilmuwan masih belum memiliki pencarian yang efektif untuk simpanan helium di kerak bumi. Itu sampai pada titik bahwa beberapa ahli bahkan mengusulkan untuk mengekstraksi helium dari regolith di bulan , jika cadangan bumi dari elemen ini habis.

Sampai saat ini, tidak ada setoran helium ditemukan secara sengaja - hanya secara tidak sengaja, dalam jumlah kecil, bersama dengan minyak dan gas.

Sekarang situasinya akhirnya bergerak maju. Sekelompok ilmuwan dari Universitas Oxford dan Durham (Inggris Raya) bersama dengan perusahaan tenaga surya NorwegiaHelium One mengembangkan metode yang sama sekali baru untuk mendeteksi deposit gas - dan dengan bantuannya mereka menemukan deposit helium nyata pertama (di wilayah negara bagian Tanzania, Afrika).

Para ilmuwan mulai dengan karya teoretis. Mereka mempelajari bagaimana, selama aktivitas gunung berapi, batuan mineral purba di kerak bumi dipanaskan secukupnya untuk melepaskan helium yang dikandungnya.

Untuk penelitian ini, penulis memilih Tanzania Rift Valley Afrika Timur (Great Rift Valley), di mana pergerakan benua menghasilkan aktivitas vulkanik dan menciptakan retakan di kerak bumi, memperlihatkan batuan mineral tertua. Ngomong-ngomong, di antara ras ini, para ilmuwan baru-baru ini menemukan sisa-sisa fosil pertanian tertua di Bumi, berusia 25 juta tahun., di sana rayap membudidayakan jamur untuk memberi makan koloni mereka.


Lokasi Great Rift Valley

Seperti yang Anda lihat, Great Rift Valley bermanfaat tidak hanya untuk sejarah evolusi, tetapi juga untuk bidang ilmu pengetahuan dan industri lainnya. Di sanalah mereka menemukan deposit helium.

Hasil penelitian dipresentasikan oleh salah satu penulis karya ilmiah, mahasiswa pascasarjana dari Universitas Durham, Diveena Danabalan, pada konferensi Goldschmidt tentang geokimia di Yokohama (Jepang).

"Kami menunjukkan bahwa aktivitas vulkanik dalam celah penting untuk pembentukan waduk berwujud helium," jelas mahasiswa pascasarjana itu. - Mungkin, aktivitas vulkanik memberikan panas yang cukup untuk melepaskan akumulasi helium di batuan purba. Namun, jika perangkap gas terlalu dekat dengan gunung berapi tertentu, maka ada risiko pencampuran helium dengan gas vulkanik seperti karbon dioksida, seperti yang kita lihat di mata air panas di wilayah ini. " Sekarang para ilmuwan sedang bekerja untuk menentukan lokasi zona "ideal" yang paling menguntungkan antara batu kuno dan gunung berapi modern, di mana kondisi terbaik hadir untuk pembentukan reservoir helium murni.

Tip acak membantu menemukan deposit helium di Tanzania - ada tempat di wilayah Lembah Rift Afrika Timur Tanzania di mana helium dan hidrogen dilepaskan langsung dari tanah . Berbekal teori geologi baru tentang formasi lapangan, para ilmuwan telah membuat asumsi berani bahwa ada cadangan helium yang kaya di bawah tanah. Dan begitulah yang terjadi.


Deposito helium di Tanzania: Rukva , Balangida dan Eyasi . Helium One Map

Pakar independen memperkirakan cadangan helium yang mungkin dari ladang Rukva saja pada 1,528 miliar meter kubik. Ini cukup untuk mengisi 1,2 juta perangkat untuk pencitraan resonansi magnetik dengan helium cair.

Tetapi yang paling penting, metode baru ini digunakan untuk mencari simpanan baru yang sekarang dibutuhkan lebih dari sebelumnya. Konsumsi helium dunia adalah 226 juta meter kubik per tahun, dan hanya 685 juta meter kubik helium yang tersisa di reservoir terbesar di dunia, Cadangan Helium Federal Amerika Serikat. Pada saat yang sama, total cadangan helium yang dikenal di Amerika Serikat adalah sekitar 4,3 miliar meter kubik.

Dengan demikian, penemuan ahli geokimia Inggris dan Norwegia akan berguna untuk ekonomi global, ilmu pengetahuan dan teknologi. Mungkin setidaknya selama beberapa dekade, manusia akan menyediakan sendiri helium, bahkan dengan mempertimbangkan pertumbuhan konsumsi.

Source: https://habr.com/ru/post/id395711/