Το μοντέλο υπολογιστών λύνει το μυστήριο για το πώς οι φυσαλίδες αερίου κατασκευάζουν μεγάλες αποθέσεις ενυδάτωσης μεθανίου

Ουάσιγκτον, DC - Οι επιστήμονες έχουν μακρά αμηχανία για το πώς η φύση χτίζει τις μεγάλες αποθέσεις ενυδάτωσης μεθανίου που βρίσκεται κάτω από το θαλασσινό νερό και βαθιά μέσα στην Αρκτική Permafrost. Το ένυδρο μεθανίου είναι ένα στερεό, παγωμένο υλικό που αποτελείται από μόρια νερού που παγιδεύουν μόρια μεθανίου, το κύριο συστατικό του φυσικού αερίου. Οι μεγάλες καταθέσεις ενυδάτωσης μεθανίου είναι δυνητικοί στόχοι για τη μελλοντική παραγωγή ενέργειας, αλλά οι θεμελιώδεις διαδικασίες που τις σχηματίζουν είναι κακώς κατανοητές.

Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής το Εθνικό Εργαστήριο Los Alamos του Τμήματος Ενέργειας και συμπεριλαμβανομένων των επιστημόνων του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, του Ντέιβις και του Πανεπιστημίου της Οκλαχόμα έχει αναπτύξει ένα μοντέλο υπολογιστών που προσομοιώνει τη διαδικασία σχηματισμού και αποσύνδεσης των θαλάσσιων ιζημάτων και του permafrost. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το μοντέλο για να εξετάσουν τις επιδράσεις διαφόρων περιβαλλοντικών συνθηκών στον σχηματισμό ενυδατωμάτων μεθανίου, όπως η θερμοκρασία, η πίεση και η διαθεσιμότητα μεθανίου και νερού.

Τα αποτελέσματα του μοντέλου υποδεικνύουν ότι οι μεγάλες αποθέσεις ενυδατωμένου μεθανίου μπορούν να σχηματίζονται όταν τα πλούσια σε μεθάνιο υγρά μεταναστεύουν προς τα πάνω μέσω θαλάσσιων ιζημάτων ή ζώνης παραβίασης και συνάντησης όπου η θερμοκρασία και η πίεση είναι ευνοϊκές για τον σχηματισμό ενυδάτωσης. Τα υγρά δροσίζουν καθώς αυξάνονται, προκαλώντας το μεθάνιο να γίνει λιγότερο διαλυτό στο νερό. Καθώς το μεθάνιο γίνεται λιγότερο διαλυτό, σχηματίζει φυσαλίδες που αυξάνονται μέσω του ιζήματος ή του παγωμένου. Όταν αυτές οι φυσαλίδες φτάσουν σε μια ζώνη όπου η θερμοκρασία και η πίεση είναι αρκετά υψηλές, συσσωρεύονται και σχηματίζουν ένυδρες κρυστάλλους.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το μέγεθος των ενυδατωμένων αποθέσεων ελέγχεται από τον ρυθμό με τον οποίο μεταναστεύουν πλούσια σε μεθανίου μέσω του ιζήματος ή του παγωμένου. Εάν τα υγρά μεταναστεύουν πολύ αργά, το μεθάνιο θα έχει χρόνο να διαλυθεί πίσω στο νερό πριν φτάσει στη ζώνη όπου μπορεί να σχηματιστεί το ένυδρο. Εάν τα υγρά μεταναστεύουν πολύ γρήγορα, οι φυσαλίδες θα είναι πολύ μικρές για να συγχωνευθούν και να σχηματίσουν κρυστάλλους ένυδρου.

Τα αποτελέσματα του μοντέλου παρέχουν νέες ιδέες για τις διαδικασίες που σχηματίζουν μεγάλες καταθέσεις ενυδατωμένου μεθανίου και θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να εντοπίσουν δυνητικούς στόχους για τη μελλοντική παραγωγή ενέργειας.

Η έρευνα περιγράφεται σε ένα έγγραφο που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό _geophysical Research Letters_ και χρηματοδοτήθηκε από το Γραφείο Βασικών Ενεργειακών Επιστημών του Τμήματος Ενέργειας.

Το Εθνικό Εργαστήριο Los Alamos, ένα πολυεπιστημονικό ερευνητικό ίδρυμα που ασχολείται με στρατηγική επιστήμη για λογαριασμό της εθνικής ασφάλειας, λειτουργεί από την Triad National Security, LLC, για το NNSA του Τμήματος Ενέργειας