A descoberta de uma enorme reserva de hélio é um “divisor de águas” para a ciência

Especialistas vêm alertando há anos para a ameaça de falta de hélio, já que as reservas conhecidas estão se esgotando. Agora, pesquisadores britânicos descobriram uma grande reserva desse gás na Tanzânia, na África, usando um novo método de exploração.

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A atividade vulcânica é crucial para a criação de novas reservas de hélio, de acordo com Diveena Danabalan, estudante de pós-graduação na Universidade de Durham (Reino Unido), que apresentou os resultados de sua equipe em conferência no Japão.

Cientistas de Durham e da Universidade de Oxford colaboraram com a empresa norueguesa Helium One para combinar este insight a imagens sísmicas e amostragens geoquímicas e, assim, identificar a reserva recém-descoberta.

Novas reservas de hélio são bastante necessárias. O gás não é apenas usado em balões de festas infantis: um quinto do hélio consumido mundialmente é utilizado em dispositivos de ressonância magnética em hospitais. Essas máquinas têm ímãs que precisam atingir temperaturas suficientemente frias para serem supercondutores – e isso requer hélio líquido.

Ele também é usado pela indústria de semicondutores, seja para formar cristais, para refrigerar componentes, ou para detectar vazamentos em recipientes de teste. E o hélio é essencial para pesquisas científicas básicas, particularmente na ciência dos materiais, na qual resfriar substâncias a temperaturas ultrafrias facilita o estudo de sistemas complexos.

Escassez

O hélio é um dos elementos mais abundantes no universo, mas há muito pouco dele aqui na Terra – só cerca de 5 partes por milhão. Ele é também um dos elementos mais leves, por isso flutua para fora da atmosfera da Terra muito rapidamente.

As reservas de hélio que temos são, na maioria, o resultado de decaimento radioativo do urânio e de outros elementos pesados – este processo gera átomos de hélio. A maior parte escapa até a superfície, mas há depósitos naturais desse gás presos na terra. Na verdade, ele geralmente é extraído através do processamento de gás natural, pelo menos quando isso é economicamente viável.

Fábrica de hélio fechada em Amarillo, Texas (Wikimedia)

O maior depósito de hélio – com quase 30 milhões de metros cúbicos – foi localizado perto de Amarillo, Texas em 1925. Na década de 90, o Congresso dos EUA votou para vender essas reservas de hélio, basicamente privatizando-as. O resultado: preços que flutuam descontroladamente – um grande problema para os cientistas.

Nós consumimos muito mais hélio do que produzimos a cada ano. Robert Richardson, físico da Universidade Cornell e ganhador do Nobel, comandou um estudo em 2010 sobre as reservas de hélio, e declarou que elas iriam acabar em até 25 anos. Por isso, balões de hélio para festas deveriam custar US$ 100 cada, se o custo fosse determinado pelo mercado.

Algumas pessoas se esquivam do problema dizendo que o hélio na Terra nunca vai “acabar”, porque ele está sendo produzido o tempo todo através do decaimento nuclear que mencionamos. Tecnicamente, ele é um recurso renovável; mas chega um ponto em que recuperá-lo se torna tão caro que não vale mais a pena.

Encontrando novas reservas

É por isso que a colaboração Oxford/Durham trouxe algo tão importante: ela demonstra uma estratégia viável de exploração para descobrir reservas ocultas de hélio.

Especificamente, a atividade vulcânica fornece calor intenso o bastante para liberar o hélio de rochas antigas, que então fica preso em campos de gás mais rasos.

Quando a equipe juntou forças com a Helium One para buscar um depósito na Tanzânia, ao longo do Vale do Rift – um complexo de falhas tectônicas – eles encontraram uma grande reserva nessa área rica em atividade vulcânica, suficiente para mais de 1,2 milhão de scanners de ressonância magnética.

“Nós obtivemos amostras de gás hélio (e nitrogênio) simplesmente borbulhando para fora do solo no Vale do Rift africano, na Tanzânia”, diz Chris Ballentine, da Universidade de Oxford, em um comunicado. “Este é um divisor de águas para a segurança futura das necessidades de hélio da sociedade, e descobertas semelhantes no futuro podem não estar muito longe.”

Se esses gases presos estiverem perto demais de um vulcão, os gases vulcânicos podem se misturar nele: isso diluiria as reservas, e separar o hélio é um processo caro e demorado. Mas Danabalan explica: “estamos agora trabalhando para identificar a zona entre a crosta antiga e os vulcões modernos, onde há um equilíbrio entre a liberação de hélio e a diluição vulcânica”.

[Universidade de Oxford]

Foto por Institute of Making/Flickr