Все знают гелий из-за воздушных шаров и писклявых голосов. Но в гелии есть еще много чего, чего большинство людей может не осознавать.
С одной стороны, он удивительно редкий. Во всем мире есть лишь несколько значительных источников гелия. Самые крупные из которых находятся в Алжире, Катаре, России и США.
В атмосфере Земли его содержится всего 5,2 части на миллион, а в земной коре – всего 5,5 частей на миллиард. Это означает, что газ в воздушном шаре, которым вы надули на день рождения, почти так же редок, как и золото.
В то время как большинство из нас просто считает гелий чем-то несерьезным для праздников и вечеринок, он в таком дефиците, что мы рискуем его исчерпать.
Но история элемента началась задолго до того, как человечество начало его использовать. Он может быть исчезающе редким здесь, на Земле. Хотя гелий является вторым по распространености элементом во Вселенной, созданным в огромных количествах Большим взрывом.
Гелий создал первые молекулы во вселенной
Хотя история знакомства человечества с гелием, началась относительно недавно, история самого элемента в буквальном смысле стара как мир. И начало этой истории может быть весьма неожиданным.
В школе одна из первых вещей, которую все узнают о гелии, это то, что это инертный газ. Он не реагирует и не образует молекул. Реальность, однако, немного сложнее.
Когда Вселенная была сформирована, в ней было всего три элемента – водород, гелий и слабый след лития. В первые мгновения после Большого взрыва водород и гелий прореагировали вместе. Создав первые молекулы – гидрид гелия. Это была первая химическая реакция во Вселенной.
Земля не может удержать гелий
Причина, по которой гелий так редок на Земле, заключается в том, что Земля не очень хорошо его удерживает. Гравитация планеты просто недостаточно сильна, чтобы удержать его. Поэтому любой гелий в атмосфере Земли неуклонно уходит в космос.
Когда вы лопаете гелиевый шар, этот газ исчезает безвозвратно. В результате на Земле постоянно заканчивается гелий, и так было всегда.
Земля образовалась около 4,5 миллиардов лет назад из той же самой туманности из космического газа и пыли, которая сформировала Солнце. В то время некоторое количество гелия из космоса было захвачено внутрь планеты. И с тех пор он медленно утекает.
Подобно гигантскому воздушному шару, гелий, застрявший в ядре Земли, неуклонно просачивается наружу. И это подтверждает то, как сформировалась наша планета.
Впервые его обнаружили во время солнечного затмения
В истории часто использовали затмения как редкую возможность изучить Солнце. Поскольку большая часть его света блокируется Луной, становится намного легче наблюдать за солнечными вспышками.
Во время затмения в них можно увидеть рубиново-красный цвет от водорода. Но в них скрыты и несколько других цветов. Солнечная вспышка имеет спектр с характерным отпечатком линий, каждая из которых излучается определенным элементом.
В 1868 году группа астрономов занималась именно этим, когда заметила линию, не соответствующую ни одному известному элементу. Отчет об их находке был опубликован, но элемент, который они видели, оставался загадкой.
Таинственная линия вскоре снова была замечена английским ученым Норманом Локьером. Он разработал способ смотреть на солнечные протуберанцы, не дожидаясь затмения. И понял, что неизвестная линия была ранее не открытым элементом. Именно Локьер предложил название гелий от греческого helios. Применяемый как для самого светила, так и для бога солнца.
Впервые он был обнаружен на земле в вулкане
Астрономы были первыми, кто увидел гелий, и сначала считалось, что он может существовать только на Солнце. Только в 1882 году итальянский вулканолог Луиджи Пальмьери увидел ту же линию гелия, изучая извержение Везувия. Это был первый намек на то, что этот элемент можно найти и здесь, на Земле.
С тех пор ученые обнаружили, что вулканы могут высвобождать захваченный гелий из горных пород глубоко под землей. Он может выделяться вместе с другими газами при извержении. А также при предшествовавшей ему сейсмической активности.
США использовали его для постройки дирижаблей
Сейчас о дирижаблях почти забыли, но когда-то у США были грандиозные планы на их счет. После случайного открытия, что под Северной Америкой находится много гелия.
В 1903 году инженеры, занимавшиеся бурением нефтяных скважин в Канзасе, столкнулись с большим газовым гейзером. Это само по себе не является чем-то необычным, нефтяные скважины часто содержат природный газ. Однако в этом случае они обнаружили, что газ был полностью негорючим, потому что он был полон гелия.
Несколько других месторождений гелия вскоре были обнаружены и в других штатах. Из-за того, что гелий добывался в таких количествах, США начали накапливать его после Первой мировой войны. С намерением построить флот дирижаблей.
В начале 20 века в Америке было построено несколько дирижаблей. Это был первые жесткие дирижабли, построенный Штатами. И первые в мире, работающий на гелии.
Запрет на экспорт гелия привел к катастрофе Гинденбурга
Поскольку США намеревались создать целый флот дирижаблей и эксплуатировать самые большие запасы, правительство стремилось сохранить монополию на газ.
Это привело к тому, что в 1925 г. был принят закон. Помимо того, что он говорил о создании Национального запаса гелия, он также запрещал его экспорт в другие страны. Эффект заключался в том, что вместо этого другие страны использовали водород в своих дирижаблях. И результатом стала одна из самых известных и зрелищных катастроф в истории 20-го века.
В 1937 году Hindenburg был самым большим дирижаблем в мире. Оборудованный для перевозки пассажиров, он был самым длинным и самым большим летательным аппаратом в мире. На него обрушилась трагедия, которая потрясла весь мир. Поскольку судно загорелось в воздухе.
Эра дирижаблей уже подходила к завершению, и инцидент с Гинденбургом подвел ее к драматическому концу.
В заключении
Гелий встречается на Земле гораздо реже, чем думает большинство людей. И любой гелий, выбрасываемый в атмосферу, безвозвратно теряется.
Самая большая проблема заключается в том, что этот газ необходим для многих вещей, важных для современного мира. Запасы гелия на Земле могут слишком быстро истощиться. Причем они могут сократиться практически до нуля в течение одного поколения.
Возможно, нам всем следует относиться к гелию с большей осторожностью, на случай, если у нас его не останется.
