自从人类认识到其作为能源的价值以来，化石燃料开采和燃烧过程中二氧化碳（CO2）的释放导致了地球大气层的重大变化。通常伴随着二氧化碳的是氦（He）等良性气体，可以用氦来追踪这些排放。 长期以来，科学家们一直猜测，大气中He-4（氦的同位素）的含量会增加，因为它与天然气和其他碳氢化合物存在于相同的储层中。然而，到目前为止，测量结果一直是矛盾和不准确的。研究人员现在开发了一种测量惰性气体的新方法，这突出了几十年前的挑战。 斯克里普斯海洋研究所的大气化学家兼博士后研究员Benjamin Birner说：“通过我们的测量，我们可以首次证明这一理论实际上是正确的，即大气中的氦浓度增加。 这一新发现可以帮助科学家更好地识别大气中二氧化碳的来源，从而指导排放控制指南。He-4的崛起也引发了人们对其同位素伙伴He-3和潜在的未发现天然气藏的怀疑，这些天然气藏是研究和商业的重要资源。 氦气和化石燃料 一些矿物天然含有铀和钍。这些放射性元素经过数百万年的衰变成为稳定元素，在此期间释放出He-4。由于He-4是一种惰性气体，它不容易与其他元素结合，并且会随着时间的推移慢慢从主晶体中泄漏出来。地壳中的流氓氦在逃逸到大气中之前就渗透到了地表。 如果你的地质环境适合容纳天然气，那么它也可能适合吸收氦气 在某些情况下，上升的气体被封闭在不可渗透的盖子下。从埋藏的源岩中逸出的天然气也上升到地下，并被氦捕获。当人类从这些储层中提取气体时，它们也被释放了。自工业时代开始以来，随着化石燃料的消费量不断增加，它们本应充满大气。科学家们一直在寻找它。不幸的是，到目前为止，相互矛盾的数据混淆了大气中氦长期增加的任何证据，因为一些研究已经测量到了氦的增加，而另一些研究几乎没有变化。 精确的He-4测量 Birner及其同事开发了一种新方法，可以比以前更准确地计算He-4。 首先，采集了样本。由于氦气的泄漏性质，很难储存空气样本，科学家们不得不探索古老空气的创造性来源。之前的一项研究从化油器和密封金属球的内部提取空气。洛林大学的地球化学家Bernard Marty没有参与这项研究，他说：“氦不会通过金属扩散，所以你必须找到好的金属盒。”。自20世纪70年代以来，Birner和他的同事一直在使用金属罐中的气体，科学家偶尔会收集这些气体进行其他实验。 然后，该小组测量了随着时间的推移，He-4与氮（N？）的比例。多年来，大气中的氮含量一直保持相对稳定。因此，样本之间的比率的任何变化都指示He-4的量的变化。根据这项研究，研究人员发现，自1973年以来，空气样本中的He-4显著增加，比地球上自然过程预期的高出两个数量级。这一增长也大于商业和研究应用程序释放的少量。