Naturliga avlagringar av heliumgas – mest känd för sin användning i partyballonger – skulle kunna hjälpa till med säker produktion av skiffer- eller kolgas, forskning föreslår.

Upptäckten av höga halter av helium i brittiska kollag kan hjälpa forskare att övervaka säker återvinning av kol eller skiffergas från underjordiska platser. Eventuella gasläckor från djupt underjordiska skulle åtföljas av en ökning av heliumnivåerna, som lätt kunde upptäckas.

Deras upptäckt kan bidra till säker fracking – där stenar under marken delas med högtrycksvätskor – eller utvinning av metangas från djupa kolbäddar.

Forskare säger att deras fynd kan användas tillsammans med ett kemiskt test för att övervaka om metan vid gasutvinningsplatser har rymt från djup skiffer.

Tillsammans, metoderna skulle kunna hjälpa till att ta itu med allmänhetens oro över upplevda föroreningsrisker i samband med tekniken.

Dessutom, forskare säger att deras upptäckt kan göra det möjligt att utvinna stora volymer heliumgas för försäljning. Denna värdefulla vara används i medicinska skannrar och storskaliga experiment som Large Hadron Collider vid CERN.

Forskare vid University of Edinburgh och Scottish Universities Environmental Research Centre tog prov på djup metangas från ett explorativt metanfält i kolbädd i centrala Skottland och nedlagda kolgruvor i centrala England. De hittade höga halter av heliumgas på varje plats.

De analyserade metanproverna för att identifiera små spår av inaktiva naturgaser och olika former av kol och väte. Dessa varierar beroende på metangasens djup och ursprung, gör det möjligt för forskare att fingeravtrycka och särskilja varje källa till metan.

Om, efter industriell utforskning, metan- eller heliumhalterna i grundvattnet vid utvinningsplatser har visat sig ha förändrats, analys kan avgöra om gasen är naturlig eller ett läckage från djup skiffer.

Deras forskning, publicerad i Kemisk geologi , fick stöd av Naturmiljöforskningsrådet, den skotska regeringen, University of Edinburgh och SUERC.

Professor Fin Stuart, från Scottish Universities Environmental Research Center i East Kilbride, sa:"Närvaron av så stora mängder helium i naturgaserna fascinerar oss. Det antyder att naturgasen i sig är gammal, och leder till slutsatsen att det skotska kolet kanske inte har förlorat mycket av den producerade naturgasen sedan den deponerades på karbontiden.

"Att utnyttja denna höga heliumhalt för att spåra läckage av djupa gaser till grunda grundvatten kommer att leda oss på en ny resa till perfekta sätt att mäta små mängder helium i naturligt vatten i realtid."

Dr Stuart Gilfillan, vid University of Edinburghs School of GeoSciences, som ledde projektet, sade:"Att mäta de höga heliumnivåerna i dessa brittiska kolgaser med djupa källor kommer att göra det möjligt att prospektera och utvinna skiffergas på ett ansvarsfullt sätt, och hjälpa till att ta itu med allmänhetens oro över denna verksamhet.

"Förutsatt att heliumhalterna i grundvattnet befinns vara låga innan prospektering äger rum, All närvaro av djup gas efter skiffergasaktiviteter kommer att öka heliumnivåerna och möjliggöra robust detektering av eventuell förorening."