Chúng ta đang phí phạm heli chỉ để thổi bóng bay và điều đó đang trở thành thảm họa toàn cầu

Khi các nhà khoa học, thậm chí là những người đã từng đạt giải Nobel danh giá cảnh báo về sự cạn kiệt của nguồn heli và khuyên đừng phí phạm heli vào những quả bóng bay, chúng ta chỉ coi đó như một lời nói đùa không hơn không kém. Nhưng ít ai biết rằng, heli là một nguyên tố không thể thay thế được trong các thiết bị điện tử, một số còn giúp cứu mạng con người, và thật tồi tệ khi nó đang dần cạn kiệt với tốc độ chóng mặt.

Nguồn khí heli khổng được tìm thấy ở Tanzania đã ngăn chặn cuộc khủng hoảng bắt đầu từ 20 năm trước. Thế nhưg, cho dù mỏ khí có lớn đến cỡ nào đi chăng nữa, không sớm thì muộn chúng ta sẽ phải đối mặt với vấn đề nan giải: Không còn heli.

Không có nguồn thay thế

Heli là nguyên tố phổ biến thứ hai trong vũ trụ nhưng hầu hết là ở trên các sao và hành tinh. Trên Trái Đất, nó được hình thành từ sự phân rã phóng xạ của các nguyên tố như Urani (U) hay Thori (Th) suốt hằng triệu năm. Nếu như không bị giữ trong các quặng hay các hang động ngầm, heli sẽ bay thẳng lên bầu khí quyển và thoát ra ngoài không gian vì khối lượng quá nhẹ. Không giống hidro, một khí còn nhẹ hơn, heli có tính trơ hay nói cách khách là hầu như không phản ứng với các chất khác. Vì vậy, chúng ta không thể giữ heli trong các phân tử lớn hơn như là giữ hidro ở trong nước để ngăn thất thoát.

Những tính chất của heli – trơ và nhẹ - khiến cho Heli rất có giá trị. Vì có tính trơ nên nó giúp nhiên liệu tên lửa dễ cháy. Các thợ hàn sử dụng heli như một “tấm chắn” ngăn chặn oxy và các chất khác có thể phá huỷ chất lượng hàn. Nó còn được sử dụng để phát hiện rò rỉ trong các bình xịt, điều hoà không khí, bình cứu hoả hay thậm chí là các lò phản ứng hạt nhân vì nguyên tử heli nhỏ đến mức có thể thoát ra ngoài những lỗ hở nhỏ nhất. Các thợ lặn hít hỗn hợp heli và oxy thay vì hỗn hợp nitơ oxy như không khí bình thường – nó gây độc và gây hại đến thần kinh ở áp suất cao.

Chưa hết, tác dụng lớn nhất của heli là làm lạnh. Với nhiệt độ sôi chỉ hơn một chút so với độ không tuyệt đối (0 K hay -273,15⁰C), heli lỏng là cách duy nhất để giữ cho các nam châm khổng lồ đủ lạnh để hoạt động. Ước tính có khoảng 1/5 số lượng tiêu thụ heli hằng năm tại Mỹ để phục vụ cho các máy quét cộng hưởng từ MRI có chứa các nam châm như vậy. Heli cũng cần thiết trong các thí nghiệm nghiên cứu khoa học ở nhiệt độ thấp ví dụ như máy gia tốc hạt lớn chế tạo bởi Tổ chức nghiên cứu hạt nhân CERN ở châu Âu.

Công cuộc tìm kiếm heli

Heli thỉnh thoảng được tìm thấy trong các giếng dầu và được giữ bởi đá dưới lòng đất. Quay trở lại vào năm 1925, khi heli được sử dụng chủ yếu trong các khinh khí cầu bay, Quốc hội Hoa Kỳ đã thành trung tâm dự trữ heli quốc gia (National Helium Reserve – NHR), một hồ chứa dưới lòng đất và hệ thống ống dẫn trải rộng khắp Texas. Okalahoma và Kansas. Chính phủ khuyến khích các công ty tư nhân khai thác heli và bán cho trung tâm để tạo nguồn cung lớn nhất trên thế giới.

Sau chiến tranh thế giới, Mỹ trở thành nguồn cung cấp heli quan trọng, nhưng giá của Heli không thể chi trả cho chi phí duy trì hoạt động khổng lồ của trung tâm. Đến năm 1996, trung tâm nợ hơn 1 tỉ đô la Mỹ và Quốc hội Mỹ đã bỏ phiếu ngưng hoạt động của trung tâm. Luật tư nhân Heli 1996 cũng chỉ ra rằng tất cả dự trữ được bán vào năm 2015 để chi trả vốn đầu tư ban đầu của chính phủ.

Kết quả: Khoảng 40% dự trữ của thế giới được bán với mức giá rẻ như bèo.

Lệnh cấm bóng bay

Đến năm 2010, nỗi lo sợ cạn kiệt heli này càng trở nên nghiêm trọng khiến gía heli tăng chóng mặt. Mặc dù quân đội và công nghiệp có thể chi trả nhưng các nhà khoa học, thậm chí là các bệnh viện không thể chi trả nổi khiến nguy cơ các máy quét MRI phải dừng hoạt động. Để giảm thiểu khủng hoảng, vào năm 2013, Quốc hội đã mở rộng hoạt động của trung tâm dự trữ lên đến 2021 và chuyển sang bán đấu giá cho đến khi trung tâm chỉ còn khoảng 1/3 lưu trữ để phục vụ cho liên bang sử dụng.

Ngày nay, NHR vẫn còn hơn 24 tỉ feet khối (670 triệu mét khối heli) và Mỹ đang có 153 tỉ feet khối heli đang được lưu trữ. Ngoài ra còn có những nguồn dự trữ khác ở Algeria, Úc, Ba Lan, Nga, Qatar và khoảng 25% lưu trữ của thế giới năm ở vịnh Ba Tư. Nhưng nó vẫn hoàn toàn phụ thuộc vào nền công nghiệp khai thác khí tự nhiên và công nghiệp lọc dầu và 15 năm liên tiếp giá heli ở mức thấp cũng đang đe doạ đến sự phát triển ngành khai thác heli cũng như sự khám phá và phát triển các mỏ lưu trữ xa hơn. Chỉ có 12 nơi khai thác Heli trên toàn thế giới vào năm 2013.

Mỏ vàng của châu Phi

Với tốc độ tiêu thụ heli như hiện nay, thế giới sẽ cạn kiệt lưu trữ vào giai đoạn khoảng từ 2030 đến năm 2040. Đây là lí do tại sao khám phá ra nguồn heli ở Tanzania là một phát hiện lớn. Mỏ này có trữ lượng lên tới 54 tỉ feet khối, nó lớn hơn NHR rất nhiều và được tìm thấy thông qua các phương pháp hiện đại. Theo lý thuyết, đá có chứa heli được hình thành do phân rã phóng xạ được làm nóng một cách từ từ bởi tâm của Trái Đất khiến khí thoát ra ngoài ra được “bẫy” ở trong các hang ngầm dưới lòng đất. Các nhà tìm kiếm sử dụng kiến thức của họ về địa chất của thung lũng để tìm ra những mỏ heli tiềm năng.

Phương pháp này có thể được sử dụng ở bất cứ đâu. Rukwa Basin thuộc Tanzania – nơi phát hiện được tìm thấy – là một trong ba khu vực mà công ty khai thác của Na Uy Helium One đang tìm kiếm, theo Diveena Danabalan thuộc trường Đại học Durham – người đứng đầu dự án. “Các cuộc tìm kiếm xa hơn trong tương lai cũng gần như ở các địa điểm tương tự như thung lũng ở Đông Phi” cô cũng cho biết.

Nhưng tiềm năng của mỏ Tanzania cũng chỉ là tiềm năng – 54 tỉ feet khối chỉ là con số ước tính có thể tìm thấy. “Khi mà nó chưa được đưa vào khai thác thì vẫn chưa được coi là một nguồn lưu trữ” theo Josh Bluett, giám đốc công nghệ tại Helieum One.

Kể cả khi chúng ta khai thác được hết trữ lượng của mỏ Tanzania, nó chỉ giúp thế giới sử dụng heli thêm được 7 năm nữ trong khi tiêu thụ heli của toàn thế giới đạt ngưỡng 8 tỉ feet khối một năm. Sự khám phá ra các mỏ heli khác có thể khiến chúng ta tăng thêm trữ lượng nhưng suy cho cùng, heli không phải là nguồn tài nguyên bền vững. “ Chúng ta đang tiêu thụ với tốc độ nhanh hơn tốc độ tìm ra heli” Danabalan cho biết.

Cạn kiệt

Kể cả với những nguồn tài nguyên mới tìm được, heli cũng sẽ sớm cạn kiệt, điều đó còn phụ thuộc vào việc chúng ta tìm ra được bao nhiêu mỏ như ở Tanzania và trữ lượng của chúng lớn đến đâu. Ngoài ra, sự cạn kiệt của heli còn phụ thuộc vào việc chúng ta có thể cắt giảm sử dụng heli sao cho hợp lí.

Giá tăng sẽ khuyến khích việc tái chế heli, hơn nữa các vật liệu mới sẽ giúp nam châm của máy quét MRI hoạt động ở nhiệt độ cao hơn và từ đó sẽ không cần đến heli. Nếu như không có gì thay đổi, heli sẽ trở nên đắt đến mức con người không còn lựa chọn nào khác ngoài việc tìm kiếm sự thay thế.

Tham khảo: qz.com