Um novo método científico ajudou a encontrar um grande depósito de hélio

Uma descoberta muito oportuna e importante para a humanidade

Aparelho de ressonância magnética -

Um dos elementos mais comuns no Universo - o hélio - é relativamente raro na Terra. Até o momento, os cientistas nem sequer conseguiram encontrar seus depósitos.

O hélio foi encontrado apenas por acaso , juntamente com os depósitos de gás natural, e foi extraído do mesmo gás natural por um processo de separação em baixa temperatura - a chamada destilação fracionada.

Ao mesmo tempo, o hélio é extremamente importante para a ciência e a indústria. Em alguns casos, isso não é muito crítico - ninguém se preocupará se os balões pararem de voar no céu. Mas em certas áreas o hélio é quase indispensável. Por exemplo, em dispositivos de ressonância magnética (MRI), eletroímãs supercondutores que operam em hélio líquido são usados. Este é o refrigerante mais ideal e a ausência de hélio teria conseqüências desagradáveis.

Além da ressonância magnética, o hélio líquido é usado como refrigerante para resfriar ímãs supercondutores em detectores de radiação infravermelha e de alta frequência, magnetômetros de lula, microscópios de varredura por tunelamento e aceleradores de partículas carregadas. Por exemplo, o CERN Large Hadron Collider usa 96 toneladas de hélio líquido para manter uma temperatura de 1,9ºK.



O hélio líquido também é usado em criostatos de dissolução, máquinas elétricas criogênicas. Gás de hélio - na metalurgia como gás inerte protetor para a fundição de metais puros, na indústria de alimentos (aditivo alimentar E939) como gás propulsor e de embalagem, para encher vasos flutuantes (aeronaves e balões) como alternativa segura ao hidrogênio, em cilindros de mergulho, para encher balões e conchas de sondas meteorológicas, para encher tubos de descarga de gás, como refrigerante em alguns tipos de reatores nucleares, como transportadora em cromatografia em fase gasosa, para buscar vazamentos em caldeiras ruboprovodah e como um componente do meio de trabalho nos lasers de hélio-néon, para purgar os tanques de combustível de foguetes líquido, etc.

O hélio-3 também é um combustível promissor para energia termonuclear no futuro distante. É surpreendente que, com tanta importância do hélio para a ciência e a indústria, e também considerando suas perspectivas de energia, os cientistas ainda não tenham realizado uma busca efetiva por depósitos de hélio na crosta terrestre. Chegou ao ponto de que alguns especialistas até propõem extrair hélio do regolito na Lua , se as reservas deste elemento na Terra se esgotarem.

Até recentemente, nenhum depósito de hélio era encontrado propositadamente - apenas por acidente, em pequenas quantidades, junto com petróleo e gás.

Agora a situação finalmente avançou. Um grupo de cientistas das universidades de Oxford e Durham (Grã-Bretanha), juntamente com uma empresa solar norueguesaO Helium One desenvolveu um método completamente novo para detectar depósitos de gás - e com sua ajuda eles encontraram o primeiro depósito real de hélio (no estado africano da Tanzânia).

Os cientistas começaram com o trabalho teórico. Eles estudaram como, no processo de atividade vulcânica, rochas minerais antigas na crosta terrestre são aquecidas o suficiente para liberar o hélio que elas contêm.

Para o estudo, os autores escolheram o Vale do Rift da África Oriental da Tanzânia (Great Rift Valley), onde o movimento dos continentes gera atividade vulcânica e cria rachaduras na crosta terrestre, expondo as rochas minerais mais antigas. A propósito, entre essas raças, os cientistas descobriram recentemente os restos fossilizados da fazenda mais antiga da Terra, com 25 milhões de anos., os cupins cultivavam cogumelos para alimentar sua colônia.


Localização do Great Rift Valley

Como você pode ver, o Great Rift Valley é útil não apenas para a história evolutiva, mas também para outras áreas da ciência e da indústria. Foi lá que encontraram um depósito de hélio.

Os resultados do estudo foram apresentados por uma das autoras do trabalho científico, estudante de graduação da Universidade de Durham, Diveena Danabalan, na conferência Goldschmidt sobre geoquímica em Yokohama (Japão).

"Mostramos que a atividade vulcânica na fenda é importante para a formação de reservatórios tangíveis de hélio", explicou o estudante de graduação. - Provavelmente, a atividade vulcânica fornece calor suficiente para liberar o hélio acumulado nas rochas antigas. No entanto, se as armadilhas de gás estiverem muito próximas de um vulcão em particular, existe o risco de misturar hélio com gases vulcânicos como o dióxido de carbono, assim como vemos nas fontes termais desta região. ” Agora, os cientistas estão trabalhando para determinar a localização da zona "ideal" mais favorável entre a rocha antiga e os vulcões modernos, onde estão presentes as melhores condições para a formação de reservatórios de hélio puro.

Uma dica aleatória ajudou a encontrar o depósito de hélio na Tanzânia - no vale do rift da Tanzânia na África Oriental, havia lugares onde o hélio e o hidrogênio eram liberados diretamente do solo . Munidos de uma nova teoria geológica da formação de campos, os cientistas assumiram ousadamente que existem reservas ricas de hélio no subsolo. E assim aconteceu.


Depósitos de hélio na Tanzânia: Rukva , Balangida e Eyasi . Mapa do hélio 1

Especialistas independentes estimaram as prováveis ​​reservas de hélio do campo de Rukva em 1,528 bilhões de metros cúbicos. Isso é suficiente para preencher 1,2 milhão de dispositivos para ressonância magnética com hélio líquido.

Mas o mais importante é que o novo método é usado para procurar novos depósitos que agora são necessários mais do que nunca. O consumo mundial de hélio é de 226 milhões de metros cúbicos por ano, e apenas 685 milhões de metros cúbicos de hélio permanecem no maior reservatório do mundo, a Reserva Federal de Hélio dos Estados Unidos. Ao mesmo tempo, o total de reservas conhecidas de hélio nos Estados Unidos é de aproximadamente 4,3 bilhões de metros cúbicos.

Assim, a descoberta de geoquímicos britânicos e noruegueses será útil para a economia, ciência e tecnologia global. Talvez pelo menos por várias décadas, a humanidade se forneça hélio, mesmo levando em consideração o crescimento do consumo.

Source: https://habr.com/ru/post/pt395711/