Новое исследование может помочь обнаружить скрытые месторождения гелия и предотвратить глобальный кризис снабжения

Исследование под руководством Оксфордского университета предлагает новую модель, объясняющую формирование богатых гелием подземных резервуаров. Результаты, опубликованные в журнале Nature, могут помочь в поиске новых, не связанных с выбросами углерода источников этого критически важного ресурса.

Гелий, необходимый для работы МРТ-сканеров, производства компьютерных чипов и многих высокотехнологичных применений, находится в состоянии острого глобального дефицита. Почти весь его объём сегодня — побочный продукт добычи метана или CO₂, что создаёт значительный углеродный след. Новая модель впервые объясняет, почему богатые гелием газовые месторождения всегда встречаются вместе с высокими концентрациями азота. Модель учитывает, что оба газа высвобождаются из глубокой земной коры, и описывает условия, при которых азот образует пузырьки в пористой породе. За сотни миллионов лет гелий диффундирует в эти пузырьки, которые всплывают и накапливаются под непроницаемыми пластами, формируя промышленные месторождения.

«Наша модель показывает важность учёта высокой диффузионной способности гелия и длительных временных масштабов, необходимых для накопления значительных количеств газа, а также того, что вся геологическая система действует динамически, влияя на процесс», — отмечает ведущий автор работы доктор Анран Ченг. Применение модели к бассейну Уиллистон в Северной Америке успешно предсказало наблюдаемые в реальности пропорции азота и гелия.

Модель также указывает на регионы, где могут накапливаться значительные количества подземного водорода, который образуется в тех же радиогенных процессах, что и гелий. «Количество водорода, генерируемого континентальной корой за последний 1 миллиард лет, могло бы покрыть энергетические потребности общества на протяжении более 100 000 лет», — комментирует соавтор профессор Крис Баллентайн. Обнаружение таких месторождений могло бы стать альтернативным безуглеродным источником водорода, спрос на который сегодня в значительной степени покрывается за счёт ископаемого топлива.