Bilim insanları on yıldan fazla bir süre önce Yellowstone bölgesinin devasa miktarda helyum gazı barındırdığını keşfetmişlerdi. Ancak bu helyumun, kritik ihtiyaçları karşılamak üzere çıkarılıp çıkarılamayacağı sorusu cevapsız kalmıştı. Şimdi, Yellowstone Ulusal Parkı ve diğer iki bölgenin altındaki kadim kayaçlar üzerine yapılan yeni bir çalışma, bu sorulara yanıt bulmaya bir adım daha yaklaştırdı.
International Geology Review dergisinde yayımlanan araştırma, metan gibi güçlü bir sera gazı emisyonu olmadan nispeten yüksek konsantrasyonda helyum gazı yayan bölgelere odaklandı. Helyum, neredeyse tamamen doğal gaz (metan) üretimi sırasında bir yan ürün olarak elde edilir, çünkü doğal gaz yatakları helyumu da hapseder. Ancak bilim insanları, küresel ısınmayı sınırlamak amacıyla daha 'yeşil' kaynaklar arıyor.
Araştırmayı yürüten uzmanlar, fosil yakıtlardan bağımsız helyum bulmak için çaba sarf ettiklerini belirtiyor.
2016 yılında Tanzanya'daki Rukwa Gölü yakınlarında bu türden devasa helyum rezervlerinin keşfi büyük bir çığır açtı. Bir yıl sonra araştırmacılar, 'karbon-free' (karbon emisyonu olmayan) helyum üretiminin temel jeolojik koşullarını belirlediler.
Helyumu Serbest Bırakan Isı
Karbon-free helyum üretimi için jeotermal ısı gereklidir, çünkü bu ısı derinlikteki kayaçlardan helyum atomlarını serbest bırakır. Helyum, milyarlarca yıl süren uranyum ve toryum bozunması sonucunda oluşur. Bu atomlar, kayaçların içindeki kristallerde hapsolmuş olarak kalırlar. Ancak bu kristaller yüksek ısıya maruz kaldığında helyum serbest kalır.
Bir mineralin sıcaklığı 'kapanma sıcaklığı' adı verilen belirli bir seviyenin üzerine çıktığında helyum serbest bırakılır.
Ardından helyum, kayaçların arasındaki boşluklarda akan sıvılara (su veya tuzlu su) karışır ve sonunda yeraltında hareket ederek yeryüzüne doğru yükselen bir gaz haline gelir. Bazı yerlerde, yer kabuğu helyumu kayaçlar arasındaki çatlaklarda hapsederek büyük gaz birikimleri oluşturur.
Bu birikimler son derece değerlidir, çünkü dünya genelindeki helyum sıkıntısını hafifletebilir. Helyum, roketlerde, nükleer reaktörlerde, süperiletkenlerde ve tıbbi teşhis ekipmanlarında (MRI cihazları gibi) kritik bir soğutucu bileşendir. Ancak artan talep karşısında tedarikçiler yakın gelecekte sıkıntı yaşayabilir.
Kadim Kayaların Rolü
Tanzanya'daki helyum keşfi, benzer jeolojik koşullara sahip başka yerlerin de karbon-free helyum kaynakları barındırabileceği umudunu doğurdu. Rukwa Rift bölgesi, jeotermal olarak aktif olmasının yanı sıra milyarlarca yaşında ve uranyum ile toryum açısından zengin kayaçlar üzerinde yer alıyor. Bu da helyumun oluşması için bolca zaman olduğu anlamına geliyor.
Yeni çalışma, Yellowstone ve Hindistan'daki Bakreswar-Tantloi bölgesinin de kadim, helyum üreten kayaçlar üzerinde bulunduğunu ortaya koydu. Yellowstone, 3.5 milyar yıllık kayaçlar içeren Wyoming Craton üzerine kuruludur ve kalderanın kenarlarındaki fay hatlarının devasa miktarda helyum için kanallar oluşturması muhtemeldir.
Ancak, Yellowstone'un altında mühürlü bir rezervuar olması pek olası görünmüyor. Daha ziyade, ulusal park, helyumun atmosfere kaçtığı bir boru sistemi gibi çalışıyor. 2014 yılında bilim insanları, sıcak su kaynakları ve buhar çıkışları yoluyla yılda yaklaşık 60 metrik ton helyumun sızdığını tespit etmişlerdi.
Ancak bu, tüm alanın üzerine devasa bir torba koyup helyumu yakalayabileceğiniz anlamına gelmiyor.
Yine de, Wyoming Craton'dan gelen helyum başka rezervuarlarda depolanıyor olabilir. Yellowstone'a yakın çevrede, serbest kalan helyumun hapsolduğu alanlar bulunabileceği belirtiliyor.
Yeni çalışmanın ana çıkarımı, incelenen üç bölgede de 'son derece umut verici koşulların' bulunması. Bu durum, bilim insanlarını daha fazla keşif yapmaya teşvik ediyor.
Başka bir bölgede yapılan helyum sondajından elde edilen sonuçlar, karbon-free helyum üretiminin mümkün olduğunu ve çıkarılan gazdaki helyum konsantrasyonunun son derece yüksek olabileceğini göstermişti.
Uzmanlar, karşı karşıya olduğumuz helyum sıkıntısını gidermek için umut vaat eden bir gelecek olduğunu ifade ediyorlar.
