El helio es relativamente raro en la Tierra, el 0,00052% de los átomos o moléculas de la atmósfera (o la misma fracción del volumen; una fracción mucho más baja de la masa). La concentración de helio en la atmósfera es baja. Además, está disminuyendo debido a escape atmosférico . Alrededor de 4 toneladas de helio escapan de la atmósfera cada día porque hay una probabilidad significativa de que la velocidad de los átomos de helio exceda la velocidad de escape, así que ya no hay retorno.
Debido a que la cantidad de helio en la atmósfera es tan baja, no es de donde lo obtenemos. Lo obtenemos del gas natural en lugares donde se crea a partir de la desintegración alfa del uranio y otros elementos - las partículas alfa son núcleos de helio. Y este gas natural tiene hasta un 7% de concentración de helio, por lo que es conveniente obtenerlo de allí a través de destilación fraccionada . Por lo tanto, el agotamiento del helio de las "fuentes realistas" se produce a un ritmo relativo similar al del agotamiento del gas natural "convencional". Si el helio escapa a la atmósfera, se pierde efectivamente. Nadie va a atrapar las raras moléculas de la atmósfera: habría que coger enormes volúmenes de aire para encontrar la cantidad necesaria de helio.
Diferentes elementos o compuestos se están "agotando" o "acumulando" a ritmos muy diferentes. Debe entenderse que, por razones prácticas, sólo los elementos y/o compuestos contenidos en materiales en los que su concentración relativa es suficientemente alta pueden contarse como accesibles. Así que una vez que se pierden, por ejemplo el helio en la atmósfera, se pierden y no pueden ser reciclados.
El suelo y la corteza terrestre y el agua de la Tierra contienen algunos elementos y/o compuestos cuya cantidad es efectivamente infinita en relación con el consumo humano, por lo que no tiene sentido hablar de su agotamiento. Es casi seguro que la Tierra se quemará cuando el Sol se convierta en una gigante roja dentro de 7.500 millones de años, antes de que podamos agotar el nitrógeno de la atmósfera o los óxidos de silicio de las rocas, etc. Todas las capas superiores de la Tierra están compuestas en gran parte de tales cosas.
No agotaremos el dióxido de carbono en un futuro próximo; mientras tengamos combustibles fósiles, etc., la concentración de CO2 en el aire se mantendrá elevada, lo cual es bueno. Sin embargo, es cierto que unos pocos siglos después de que se agoten los combustibles fósiles y otras cosas similares para ser quemadas, el CO2 en la atmósfera convergerá de nuevo hacia la concentración de equilibrio dictada por la temperatura (alrededor de 280 ppm para la temperatura actual). Si esto ocurriera abruptamente (se necesitará un siglo o más para que se produzca la caída), la tasa de crecimiento de las plantas disminuiría en alrededor del 20% y alrededor de 1.000 millones de personas en el mundo tendrían que morir de hambre con bastante rapidez. La mayoría de las plantas dejan de crecer por debajo de 150 ppm de CO2; durante las edades de hielo más frías en el reciente millón de años, la concentración nunca bajó de 180 ppm más o menos y las especies de plantas que no podrían sobrevivir a esta caída se han extinguido.
Algunos otros elementos o compuestos son raros, por ejemplo, el oro y el platino. Si no quiere buscarlos a 30 km bajo la superficie (o tratar de traerlos de otros cuerpos celestes, lo que sigue siendo prohibitivamente caro - el precio para llevar X kilogramos de materia a la órbita es comparable al precio de X kilogramos de oro y se necesitarían gastos aún mayores para lanzar naves espaciales desde Marte, etc., para conseguir el oro aquí), la cantidad total de estos metales preciosos que pueden ser "extraídos" no es mucho mayor que lo que ya hemos conseguido.
En cuanto a su "pregunta sobre el porqué del helio", permítame citar Wikipedia .
Imágenes Multinucleares: El hidrógeno es el núcleo que se visualiza con más frecuencia en la resonancia magnética porque está presente en los tejidos biológicos en gran abundancia, y porque su alta relación giromagnética da una señal fuerte. Sin embargo, cualquier núcleo con un giro nuclear neto podría ser visualizado con la resonancia magnética. Tales núcleos incluyen helio-3, litio-7, carbono-13, flúor-19, oxígeno-17, sodio-23, fósforo-31 y xenón-129. 23Na y 31P son naturalmente abundantes en el cuerpo, por lo que pueden ser visualizados directamente. Los isótopos gaseosos como el 3He o el 129Xe deben ser hiperpolarizados y luego inhalados ya que su densidad nuclear es demasiado baja para producir una señal útil en condiciones normales. El 17O y el 19F pueden administrarse en cantidades suficientes en forma líquida (por ejemplo, el 17O-agua) para que la hiperpolarización no sea necesaria.
Así que el helio es el mejor, pero no tiene el monopolio. Claramente, si nos quedamos sin helio, no sería el final de la resonancia magnética. Pero el precio del helio es finito, un número particular dictado por el equilibrio entre la oferta y la demanda, y simplemente es aún mejor para muchos usuarios usar helio aunque probablemente lo agotaremos mucho antes que otros. A medida que las reservas disminuyan, el precio aumentará y la proporción de otros isótopos utilizados en la resonancia magnética aumentará.
