這個(gè)問(wèn)題很有意思，我來(lái)回答一下這個(gè)問(wèn)題。
氦氣是沒(méi)辦法被消耗殆盡的，因?yàn)楹庥直环Q(chēng)為惰性氣體，很難與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，氦氣一般也是用來(lái)作為保護(hù)氣體，用完了之后氦氣就完好無(wú)損地散發(fā)到空氣中了，所以氦氣在地球上的總量幾乎不會(huì)減少。如下圖所示，就是各種惰性氣體。
同時(shí)，氦氣又是不斷產(chǎn)生的，因?yàn)榈厍騼?nèi)部有很多的放射性元素在不斷衰變，比如說(shuō)大家非常熟悉的鈾礦，其中大量的鈾238會(huì)發(fā)生α衰變，衰變過(guò)程中會(huì)釋放出α粒子，這個(gè)α粒子實(shí)際上就是氦元素的原子核【如下圖所示】。因此鈾礦旁邊往往會(huì)有富含氦氣的天然氣。
另外，本身地球核心也會(huì)有大量的物質(zhì)在發(fā)生衰變，產(chǎn)生氦氣，這些氦氣會(huì)隨著地幔的運(yùn)動(dòng)緩慢進(jìn)入地殼，同樣會(huì)形成富氦天然氣。
所以說(shuō)，地球上的氦氣只會(huì)越來(lái)越多，而不會(huì)消耗殆盡。
但是，氦氣在地球上的含量實(shí)在是太稀少了，雖然說(shuō)總量不會(huì)減少，甚至于還在緩慢增加，然而還是跟不上工業(yè)發(fā)展的速度，所以工業(yè)上出現(xiàn)“氦氣荒”已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)。不要以為氦氣只能夠被用來(lái)充氣球，氦氣的用途在工業(yè)上可以說(shuō)是極為廣泛的，有些時(shí)候應(yīng)該說(shuō)是關(guān)鍵的元素。
比如說(shuō)光纖光纜的生產(chǎn)過(guò)程中，四氯化硅、氦氣、氫氣等缺一不可；再比如說(shuō)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)【也就是芯片產(chǎn)業(yè)】中，為了制造出高純度的晶圓，必須要用氦氣作為保護(hù)氣體和封裝檢漏氣體。
而這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在都是在飛速發(fā)展之中，對(duì)于氦氣的需求可以說(shuō)是突飛猛進(jìn)的。但是全球氦氣的產(chǎn)量卻遲遲無(wú)法提高，甚至于還有所下降【如下圖所示，是全球氦氣的產(chǎn)量】，供遠(yuǎn)小于求，所以最直接的體現(xiàn)就是氦氣價(jià)格在過(guò)去的幾年里面翻番地漲價(jià)。
而中國(guó)本身的氦氣資源是非常少的【每年的產(chǎn)量幾乎可以忽略不計(jì)】，所以在這方面有求于人，早就引起了國(guó)家的重視，現(xiàn)在相關(guān)的勘探和開(kāi)采工作也是在緊張進(jìn)行中。如下圖所示就是中國(guó)的一些富氦盆地。
氦在宇宙中非常普遍和豐富，幾乎占宇宙物質(zhì)的四分之一，但其中絕大多數(shù)存在于恒星中。氦氣在地球上非常稀有，地球上的氦主要是由天然鈾和釷在地下經(jīng)過(guò)數(shù)十億年的衰變而形成的，衰變速度超級(jí)慢，這些元素的部分輻射由α粒子組成，α粒子形成氦原子的原子核。生成的氦氣其中的一部分會(huì)到達(dá)地表并進(jìn)入大氣層，大氣中大約有百萬(wàn)分之五的氦，氦是一種非常輕的元素，會(huì)迅速上升并逃逸到太空中，其余的則被困在巖層中，與巖層中形成的天然氣混合。
氦氣有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。氦氣沸點(diǎn)僅僅為4.2開(kāi)爾文，比絕對(duì)零度高4度，液態(tài)氦氣在所有元素中溫度最低，同時(shí)高度穩(wěn)定，幾乎不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且非常輕。因此氦氣開(kāi)始被用于電弧焊絕緣，后來(lái)又被用于超導(dǎo)體和核反應(yīng)堆，以及低溫學(xué)等領(lǐng)域。氦作為冷卻劑的使用是當(dāng)今氦的主要用途。
目前沒(méi)有化學(xué)方法可以制造氦，氦源來(lái)自巖石中非常緩慢的放射性衰變，依靠天然氣加工的副產(chǎn)品。然而，并不是所有的天然氣儲(chǔ)藏都含有氦，而且企業(yè)提煉副產(chǎn)品氦并不總是有經(jīng)濟(jì)利益，地球上只有14家工廠將氦氣提煉成液態(tài)，其中7家位于美國(guó)，其余的分布在卡塔爾、阿爾及利亞、俄羅斯、波蘭和澳大利亞。目前，從空氣中提取氦氣的成本高得離譜，從空氣中提取氦的成本大約是從天然氣儲(chǔ)量中提取氦成本的1萬(wàn)倍。
由于氦氣的不可再生性，許多專(zhuān)家估計(jì)，氦氣將在25至30年內(nèi)耗盡，如因其在氦超流方面的研究獲得了1996年的諾貝爾獎(jiǎng)的康奈爾大學(xué)的物理學(xué)教授羅伯特·理查森警告說(shuō)，氦的供應(yīng)正以前所未有的速度被使用，可能在一代人的時(shí)間內(nèi)就會(huì)枯竭。但是氦氣再過(guò)二三十年就會(huì)耗盡的說(shuō)法也有巨大爭(zhēng)議。
地球上的氦氣要比之前估計(jì)的要多
最近的研究表明，氦的含量比科學(xué)家之前估計(jì)的要高，尤其是地下水中的氦。在這項(xiàng)新研究中，來(lái)自牛津大學(xué)的科學(xué)家對(duì)北美的天然氣樣本進(jìn)行了質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)，氦是通過(guò)溶解在地下水中，從地下水將氦輸送到天然氣礦的。這一機(jī)制表明，我們可能低估了氦的儲(chǔ)量，等待開(kāi)發(fā)的氦比之前認(rèn)為的要多得多。
從美國(guó)的氦氣相關(guān)政策中也可以看出來(lái)，氦氣并不是未來(lái)的關(guān)鍵資源
1925年，美國(guó)就建立了國(guó)家氦儲(chǔ)備庫(kù)，作為軍用和商用飛艇的戰(zhàn)略氦儲(chǔ)備。1927年的氦控制法案禁止氦的出口。在第二次世界大戰(zhàn)期間，氦再次成為重要的戰(zhàn)爭(zhēng)材料比如給遠(yuǎn)程轟炸機(jī)的輪胎充氣使飛機(jī)可以攜帶更多燃料進(jìn)行更長(zhǎng)的航程。戰(zhàn)后，氦的需求增長(zhǎng)如此之快，以至于政府在1960年強(qiáng)制實(shí)施了氦法案修正案，以儲(chǔ)存氦氣供未來(lái)使用。到1971年，氦儲(chǔ)存計(jì)劃被取消。幾年后，又開(kāi)始儲(chǔ)存氦。截至1993年，政府儲(chǔ)存的氦氣大約有10億立方米。然而到1996年的《氦私有化法案》規(guī)定，政府需以低于市場(chǎng)的價(jià)格出售所有儲(chǔ)存的氦。
得益于美國(guó)大規(guī)模銷(xiāo)售儲(chǔ)備氦氣，現(xiàn)在的氦氣確實(shí)廉價(jià)且存在浪費(fèi)情況，但如果未來(lái)氦氣使用成本上升，用戶將更有可能采用節(jié)約和回收方式使用氦氣。氦氣不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)消耗殆盡，據(jù)估計(jì)，目前和未來(lái)世界各地氣井中所含氦氣的數(shù)量至少可以持續(xù)200至300年，不會(huì)快于石油的枯竭速度。
地球上的氦氣再過(guò)二三十年就會(huì)消耗殆盡，這個(gè)沒(méi)有一點(diǎn)科學(xué)依據(jù)。
氦，為稀有氣體的一種。氦在通常情況下為無(wú)色、無(wú)味的氣體，是唯一不能在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下固化的物質(zhì)。氦是最不活潑的元素。由于液氦的超低溫，人類(lèi)利用氦，主要是作為保護(hù)氣體、氣冷式核反應(yīng)堆的工作流體和超低溫冷凍劑。還可以用于醫(yī)療等很多領(lǐng)域。
科學(xué)家研究得知，在宇宙實(shí)際形成的時(shí)候，出現(xiàn)的元素只有氫、氦等幾種元素。宇宙中最多的元素是氫，大約占據(jù)所有物質(zhì)的90%；其次是氦，大約占據(jù)物質(zhì)的9%左右；其余元素的量占據(jù)剩下不到1%。也就是說(shuō)，宇宙中最不缺少的是氦。
全球氦氣供應(yīng)分布
宇宙形成以來(lái)，通過(guò)這幾種元素的不斷演化形成了多種多樣的元素，也就慢慢形成了我們見(jiàn)到的萬(wàn)物。如果沒(méi)有了氦，也就基本上沒(méi)有了萬(wàn)物。
雖然在自然界中氦主要存在于天然氣體或放射性礦石中。在地球的大氣層中，氦的濃度十分低，只有5.2萬(wàn)分之一，但是不必?fù)?dān)憂。
地球上可以沒(méi)有某種生物，也不會(huì)沒(méi)有氦。所以不用怕，如果沒(méi)有氦，我們也就不存在了。
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大氣層氦的含量
