Гелий — второй по распространенности элемент во Вселенной, но на Земле его запасы ограничены. Этот газ критически важен для современных технологий: от охлаждения сверхпроводников в Большом адронном коллайдере до работы МРТ-сканеров. Однако 98% мирового гелия добывается как побочный продукт при добыче природного газа, что делает его зависимым от ископаемого топлива. Новые исследования показывают: под Йеллоустоуном и другими геотермальными зонами могут находиться огромные запасы «чистого» гелия, не связанного с выбросами метана.
Гелий без ископаемого топлива — миф или реальность?
В 2016 году в рифтовой долине Танзании обнаружили месторождение гелия с концентрацией до 10,5% — в 30 раз выше, чем в традиционных скважинах. Это открытие перевернуло представления о геологии гелия. Ученые из Университета Дар-эс-Салама и Даремского университета доказали: газ образуется в древних породах, богатых ураном и торием, а высвобождается благодаря геотермальной активности. Три ключевых локации соответствуют этим условиям:
- Йеллоустоун (США) — кальдера расположена на кратоне возрастом 3,5 млрд лет;
- Бакрешвар-Тантлой (Индия) — геотермальные источники с аномальным содержанием гелия;
- Рифт Руква (Танзания) — здесь уже подтверждены промышленные запасы.
«Температура выше 150°C разрушает кристаллические решетки минералов, высвобождая гелий, накопленный за миллиарды лет», — объясняет профессор Джон Глуяс, соавтор исследования.
Почему Йеллоустоун — уникальный источник?
Йеллоустоун ежегодно выбрасывает в атмосферу 60 тонн гелия через гейзеры и фумаролы. Для сравнения: мировой спрос на гелий в 2023 году составил 40 000 тонн. Проблема в том, что газ рассеивается, а не накапливается в ловушках, как в Миннесоте, где концентрация достигает 12%. Однако ученые предполагают: на периферии кальдеры могут существовать естественные резервуары.
В 2014 году анализ изотопов показал: 90% гелия Йеллоустоуна имеет радиогенное происхождение (продукт распада урана), а не мигрирует из газовых месторождений. Это подтверждает его «углеродно-нейтральный» статус.
Технологические и экономические перспективы
Компания Pulsar Helium уже бурит скважины в Миннесоте, где концентрация гелия превышает 13%. При текущей цене $400 за тысячу кубометров проект окупится за 5 лет. В Йеллоустоуне добыча сложнее из-за:
- Статуса национального парка;
- Высоких температур грунта (до 200°C на глубине 2 км);
- Необходимости улавливания газа до его выброса.
Однако технологии геотермальной энергетики, такие как бинарные циклы, могут стать решением. Например, в Исландии CO2 из вулканических источников закачивают в базальтовые формации для минерализации. Аналогичный подход можно применить для гелия.
Глобальный дефицит и альтернативы
США, владеющие Федеральным резервом гелия, с 2021 года сокращают его продажи, что вызвало рост цен на 135%. К 2030 году дефицит может достичь 20%. Альтернативные источники:
- Лунный реголит — содержит гелий-3, перспективный для термояда;
- Водородные скважины — в Албании обнаружены смеси H2 и He;
- Переработка отходов — утилизация старых МРТ-аппаратов дает до 200 м³ гелия в год.
Йеллоустоунский гелий пока остается гипотетическим ресурсом, но его потенциал оценивается в 5–7% мировых потребностей. Как отметил геолог Эрнест Мулайя: «Мы стоим на пороге новой эры — эры гелия, свободного от ископаемого топлива».