Метан может существовать в гидратных отложениях как газ Фото: Чтобы понять, как образуются пузыри метана, была разработана модель, для создания которой исследователи работали над образцами отложений, богатых гидратами природного газа, взятыми из Мексиканского залива во время исследовательской миссии под руководством UT в 2017 году. Dylan Meyer / Техасский университет в Остине
  • Дата:18.03.2020
  • Просмотры:522
  • Источник: EurekAlert

Была выдвинута гипотеза, что образованный гидрат в отложении действует как барьер между газом и водой, ограничивая скорость, с которой образуются новые гидратные образования, и позволяет большей части газа пузыриться с слоях осадка

Газовые гидраты представляют собой заледеневшее вещество, в котором молекулы газа, обычно метана, попадают в водяные ледяные решетки при высоком давлении и низкой температуре. Они широко распространены в природе, содержат значительную долю мирового органического углерода и в будущем могут стать важным источником энергии. До сих пор остается много вопросов о том, как образуются и растут гидратные отложения.

Один такой вопрос возник, когда исследователи обнаружили, что метан свободно течет в виде газа через отложения гидратов в земных недрах. Это озадачило ученых, так как ранее считалось, что в тех условиях, где встречаются данные образования, метан должен существовать только в виде гидрата, а не свободного газа. Чтобы разгадать эту тайну, команда исследователей воссоздала в лаборатории то, что они увидели в реальных условиях.

Документ, описывающий исследование, был опубликован в журнале Geophysical Research Letters.

Используя эти данные, они выдвинули гипотезу, что образованный гидрат в отложении действует как барьер между газом и водой, ограничивая скорость, с которой образуются новые гидратные образования, и позволяет большей части газа пузыриться с слоях осадка.

Они превратили эту идею в компьютерную модель и обнаружили, что она полностью соответствует результатам, которые были получены экспериментальным путем. При проведении масштабирования они сопоставили эти данные с результатами натуральных исследований и получили рабочую моделью для объяснения явления. Важно отметить, что в этой модели предполагается, что газ, протекающий через недра, может накапливаться в больших, концентрированных гидратных резервуарах, которые будут служить вместилищем для источников энергии в будущем.

«Модель убедительно воспроизводит ряд независимых экспериментальных результатов, которые решительно поддерживают фундаментальные концепции, лежащие в ее основе». «Предполагается, что эта модель станет важным инструментом для будущих исследований, изучающих эволюцию крупных высококонцентрированных гидратных пластов, в которых происходит относительно быстрый поток газа через пористую среду».

В исследовании впервые была построена такая модель с использованием данных экспериментов, разработанных для имитации процесса газового потока. Команда воспроизвела собственное месторождение гидратов в лаборатории, используя смесь песка, воды и газа, воссоздав экстремальные условия, встречающиеся в природе. Их усилия предоставили им реалистичные и актуальные данные для разработки будущей модели.

Было сказано, что понимание того, как газообразный метан проходит через гидратные слои в земных недрах, важно для понимания роли метана в круговороте углерода и его потенциального вклада в глобальное потепление.

«В статье дается элегантная и простая модель для объяснения некоторых очень сложных процессов».

Комментарии

Написать комментарий

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Другие публикации по теме