كلاثرات الميثان

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 11 صور
الموسوعة الحرة
"جليد محترق". يحترق غاز الميثان المنطلق بالتسخين، ويتساقط الماء. الصورة المصغرة: بنية الكلاثرات (جامعة غوتنغن، قسم علم البلورات). المصدر: هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية .

كلاثرات الميثان (CH₄ · 5.75H₂O ) أو (4CH₄ · 23H₂O ) ، ويُسمى أيضاً هيدرات الميثان ، أو هيدروميثان ، أو جليد الميثان ، أو جليد النار ، أو هيدرات الغاز الطبيعي ، أو غاز الميثان ، أو هيدرات الغاز ، هو مركب كلاثراتي صلب (وتحديداً، هيدرات كلاثراتي ) حيث تُحتبس كمية كبيرة من الميثان داخل بنية بلورية من الماء، مُشكلةً مادة صلبة شبيهة بالجليد . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] كان يُعتقد في الأصل أنه يوجد فقط في المناطق الخارجية للنظام الشمسي ، حيث تكون درجات الحرارة منخفضة ويكثر جليد الماء، ولكن تم العثور على رواسب كبيرة من كلاثرات الميثان تحت الرواسب في قيعان المحيطات على الأرض (على عمق حوالي 1100  متر تحت سطح البحر). [ 7 ] يتكون هيدرات الميثان عندما تتلامس المياه المرتبطة بروابط هيدروجينية وغاز الميثان عند ضغوط عالية ودرجات حرارة منخفضة في المحيطات.

تُعدّ هيدرات الميثان من المكونات الشائعة للغلاف الجيولوجي البحري الضحل ، وتوجد في التراكيب الرسوبية العميقة، كما تظهر على شكل نتوءات في قاع المحيط. يُعتقد أن هيدرات الميثان تتشكل نتيجة ترسب أو تبلور الميثان المهاجر من الأعماق على طول الصدوع الجيولوجية . يحدث الترسب عندما يتلامس الميثان مع الماء في قاع البحر، مُعرّضًا لدرجات حرارة وضغط مُختلفين. في عام 2008، كشفت الأبحاث التي أُجريت على عينات جليدية من محطة فوستوك في القطب الجنوبي وقبة إيبيكا سي الجليدية عن وجود هيدرات الميثان أيضًا في عينات جليدية عميقة في القطب الجنوبي ، مُسجلةً تاريخًا لتركيزات الميثان في الغلاف الجوي ، يعود إلى 800,000 عام. [ 8 ] يُعدّ سجل هيدرات الميثان في العينات الجليدية مصدرًا رئيسيًا للبيانات في أبحاث الاحتباس الحراري ، إلى جانب الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.

كانت تُعتبر هيدرات الميثان مصدرًا محتملاً للتغير المناخي المفاجئ ، وفقًا لفرضية "مدفع الهيدرات" . في هذا السيناريو، يؤدي الاحترار إلى ذوبان وتفكك كارثيين للهيدرات الموجودة أساسًا تحت سطح البحر، مما ينتج عنه انبعاث كميات هائلة من الميثان وتسارع الاحترار. خلصت مراجعة أجريت عام 2020 لأبحاث نقاط التحول المناخية [ 9 ] إلى أن احتمالية حدوث انبعاث هيدرات الميثان "لا تزال غير واضحة". لم تُدرس سلسلة نقاط التحول (مثل فقدان الجليد في القطب الشمالي الذي يُسبب المزيد من الاحترار وانبعاث الميثان من الهيدرات) إلا بدءًا من عام 2018. يتجاهل التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ هذا الغموض، مدعيًا أنه لن يحدث أي تأثير "ملحوظ" على درجات الحرارة العالمية في هذا القرن من خلال هذه الآلية. [ 10 ]

عام

تم اكتشاف هيدرات الميثان في روسيا في الستينيات، وبدأت الدراسات لاستخراج الغاز منها في بداية القرن الحادي والعشرين. [ 11 ]

البنية والتركيب

صورة مجهرية

التركيب الاسمي لهيدرات الميثان الكلاثراتي هو (CH₄ ) ₄ ( H₂O ) ₂₃ ، أي مول واحد من الميثان لكل 5.75 مول من الماء، ما يعادل 13.4% من الميثان بالكتلة، مع العلم أن التركيب الفعلي يعتمد على عدد جزيئات الميثان التي تتسع لها هياكل شبكة الماء المختلفة . تبلغ الكثافة المرصودة حوالي 0.9 غ/سم³ ، ما يعني أن هيدرات الميثان ستطفو على سطح البحر أو البحيرة ما لم تستقر في مكانها نتيجة تشكلها في الرواسب أو تثبيتها بها. [ 12 ] وبالتالي، يحتوي لتر واحد من هيدرات الميثان الكلاثراتي الصلبة المشبعة تمامًا على حوالي 120 غرامًا من الميثان (أو حوالي 169 لترًا من غاز الميثان عند درجة حرارة 0  مئوية وضغط جوي واحد)، [ ملاحظة 1 ] أو أن مترًا مكعبًا واحدًا من هيدرات الميثان الكلاثراتي يُطلق حوالي 160 مترًا مكعبًا من الغاز. [ 11 ]

يشكل الميثان هيدرات من النوع "البنية الأولى" تحتوي على قفصين مائيين اثني عشري الأوجه (20 رأسًا، وبالتالي 20 جزيء ماء) وستة أقفاص مائية رباعية عشرية الأوجه (24 جزيء ماء) لكل وحدة خلية. (نظرًا لمشاركة كل جزيء ماء بين أربعة أقفاص، يوجد 46 جزيء ماء وثمانية جزيئات ميثان لكل وحدة خلية). ويُقارن هذا بعدد ترطيب يبلغ 20 للميثان في المحلول المائي. [ 13 ] يُظهر طيف الرنين المغناطيسي النووي للحالة الصلبة (MAS NMR) لكلاثرات الميثان، المُسجل عند 275 كلفن و3.1 ميجا باسكال ، ذروة لكل نوع من أنواع الأقفاص وذروة منفصلة للميثان في الحالة الغازية . في عام 2003، تم تصنيع مُركب هيدرات الميثان المُتداخل مع الطين، حيث تم إدخال مُركب هيدرات الميثان بين طبقات طين المونتموريلونيت الغني بالصوديوم . ويُشابه استقرار درجة الحرارة العليا لهذا الطور استقرار هيدرات النوع "البنية الأولى". [ 14 ]

مخطط طور هيدرات الميثان. يوضح المحور الأفقي درجة الحرارة منمن -15 إلى 33  درجة مئوية ، يُظهر المحور الرأسي الضغط من 0 إلى 120,000 كيلوباسكال (من 0 إلى 1,184 ضغط جوي). يتشكل الهيدرات فوق هذا الخط. على سبيل المثال، عند 4  درجات مئوية، يتشكل الهيدرات فوق ضغط يبلغ حوالي 50 ضغط جوي/5000 كيلوباسكال، وهو ما يُلاحظ على  عمق حوالي 500 متر في البحر.

تحت ضغط عالٍ، يمكن أن يتشكل هيدرات الميثان أيضًا كمزيج متعايش من البنية الأولى والبنية الثانية، وقد أظهرت تجارب تشتت النيوترونات أن الميثان عند السطح البيني بين البنيتين ينتشر أسرع بعدة مراتب من الميثان المحصور داخل قفص الكلاثرات الواحد، وهي ظاهرة تُعزى إلى تأثيرات الحصر أو تكوين فقاعات نانوية عابرة عند السطح البيني البنيوي. [ 15 ]

عند ضغط يزيد عن 2 جيجا باسكال تقريبًا، يتحول هيدرات الميثان من البنية القفصية الأولى إلى طور " الجليد المملوء " الأكثر كثافة (MH-III)، حيث تشغل جزيئات الميثان قنوات ضمن هيكل مائي يشبه الجليد Ih بدلًا من الأقفاص المنفصلة. [ 16 ] وقد أظهرت مطيافية رامان ومحاكاة ديناميكيات الجزيئات من المبادئ الأولى أن طورًا آخر عالي الضغط (MH-IV)، بهيكل مائي أقرب إلى الجليد Ih، يتشكل عند ضغط يقارب 40 جيجا باسكال ويظل مستقرًا حتى 150 جيجا باسكال على الأقل، وهو أعلى ضغط لوحظ عنده استمرار أي هيدرات غازية - وهو نظام ذو صلة بالباطن العميق للكواكب العملاقة مثل أورانوس ونبتون. [ 17 ]

الرواسب الطبيعية

التوزيع العالمي للرواسب البحرية الحاملة لهيدرات الغاز المؤكدة أو المستنتجة، 1996. المصدر: هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية
رواسب حاملة لهيدرات الغاز، من منطقة الاندساس قبالة ولاية أوريغون
بنية محددة لقطعة من هيدرات الغاز، من منطقة الاندساس قبالة ولاية أوريغون

تقتصر رواسب هيدرات الميثان على الغلاف الصخري الضحل (أي على عمق أقل من  2000  متر). علاوة على ذلك، لا تتوفر الظروف اللازمة إلا في الصخور الرسوبية القارية في المناطق القطبية حيث تقل متوسطات درجات حرارة السطح عن 0  درجة مئوية، أو في الرواسب المحيطية على أعماق تزيد عن 300  متر حيث تبلغ درجة حرارة المياه القاعية حوالي 2  درجة مئوية. إضافة إلى ذلك، قد تحتوي البحيرات العميقة للمياه العذبة على هيدرات الغاز أيضًا، مثل بحيرة بايكال في سيبيريا. [ 18 ] وقد تم تحديد مواقع الرواسب القارية في سيبيريا وألاسكا في طبقات الحجر الرملي والحجر الطيني على عمق أقل من 800 متر. ويبدو أن الرواسب المحيطية منتشرة على نطاق واسع في الجرف القاري (انظر الشكل) ويمكن أن توجد داخل الرواسب على أعماق كبيرة أو بالقرب من سطح التماس بين الرواسب والماء . وقد تغطي هذه الرواسب رواسب أكبر من غاز الميثان. [ 19 ] 

أوشيانيك

يوجد هيدرات الميثان بأشكال متنوعة، منها الكتل الكبيرة، والمنتشرة داخل المسامات، والعقيدات، والعروق/الكسور/الفوالق، والطبقات المتراكبة. [ 20 ] وعمومًا، يكون غير مستقر في ظروف الضغط ودرجة الحرارة القياسية، وينتج عن تفكك متر مكعب واحد من هيدرات الميثان حوالي 164 مترًا مكعبًا من الميثان و0.87 مترًا مكعبًا من المياه العذبة. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] يوجد نوعان متميزان من الرواسب المحيطية. النوع الأكثر شيوعًا يتكون في معظمه (> 99%) من الميثان الموجود في بنية الكلاثرات من النوع الأول ، ويوجد عادةً في أعماق الرواسب. في هذا النوع، يكون الميثان خفيفًا نظائريًا ( δ13C < −60‰)، مما يشير إلى أنه ناتج عن الاختزال الميكروبي لثاني أكسيد الكربون . يُعتقد أن الكلاثرات في هذه الرواسب العميقة قد تشكلت في الموقع من الميثان المُنتَج ميكروبيًا، نظرًا لتشابه قيم δ13C للكلاثرات والميثان المذاب المحيط بها. [ 19 ] ومع ذلك، يُعتقد أيضًا أن المياه العذبة المستخدمة في ضغط آبار النفط والغاز في التربة الصقيعية وعلى طول الجروف القارية حول العالم تتحد مع الميثان الطبيعي لتكوين الكلاثرات على أعماق وضغوط عالية، لأن هيدرات الميثان أكثر استقرارًا في المياه العذبة منها في المياه المالحة. [ 2 ] قد تكون الاختلافات المحلية واسعة الانتشار، إذ أن عملية تكوين الهيدرات، التي تستخلص الماء النقي من مياه التكوين المالحة، غالبًا ما تؤدي إلى زيادات محلية وربما كبيرة في ملوحة مياه التكوين. عادةً ما تستبعد الهيدرات الملح من سائل المسام الذي تتكون منه. وبالتالي، تُظهر مقاومة كهربائية عالية مثل الجليد، وتتميز الرواسب التي تحتوي على الهيدرات بمقاومة أعلى من الرواسب التي لا تحتوي على هيدرات الغاز (جودج [67]). [ 24 ] : 9

تقع هذه الرواسب ضمن منطقة متوسطة العمق يتراوح سمكها بين 300 و500 متر في الرواسب ( منطقة استقرار هيدرات الغاز ، أو GHSZ)، حيث تتعايش مع غاز الميثان المذاب في المياه المسامية العذبة، وليس المالحة. فوق هذه المنطقة، يوجد الميثان فقط في صورته المذابة بتراكيز تتناقص باتجاه سطح الرواسب. أما أسفلها، فيكون الميثان في الحالة الغازية. في بليك ريدج على المرتفع القاري الأطلسي ، بدأت منطقة استقرار هيدرات الغاز على عمق 190  مترًا وامتدت إلى 450  مترًا، حيث وصلت إلى حالة توازن مع الطور الغازي. أشارت القياسات إلى أن الميثان كان يشغل حيزًا كبيرًا.تتراوح نسبتها بين 0% و9% من حيث الحجم في منطقة GHSZ، ونحو 12% في المنطقة الغازية. [ 25 ] [ 26 ]

في النوع الثاني الأقل شيوعًا، والذي يُعثر عليه بالقرب من سطح الرواسب، تحتوي بعض العينات على نسبة أعلى من الهيدروكربونات ذات السلاسل الطويلة (أقل من 99% ميثان) ضمن بنية كلاثرات من النوع الثاني. يتميز الكربون في هذا النوع من الكلاثرات بوزنه النظائري الأثقل ( δ 13 C يتراوح بين -29 و-57 ‰)، ويُعتقد أنه هاجر صعودًا من الرواسب العميقة، حيث تشكل الميثان نتيجة التحلل الحراري للمواد العضوية . وقد عُثر على أمثلة لهذا النوع من الرواسب في خليج المكسيك وبحر قزوين . [ 19 ]

تتميز بعض الرواسب بخصائص وسيطة بين الأنواع ذات المصدر الميكروبي والحراري، وتعتبر مكونة من مزيج من الاثنين.

يتولد الميثان في هيدرات الغاز بشكل رئيسي من خلال تجمعات ميكروبية تُحلل المواد العضوية في بيئات منخفضة الأكسجين، ويُنتج الميثان نفسه بواسطة العتائق المنتجة للميثان . تُهاجم البكتيريا الهوائية المواد العضوية الموجودة في السنتيمترات القليلة العلوية من الرواسب أولًا، مُنتجةً ثاني أكسيد الكربون الذي يتسرب من الرواسب إلى عمود الماء . أسفل هذه المنطقة ذات النشاط الهوائي، تسود العمليات اللاهوائية، بما في ذلك، بالتتابع مع العمق، الاختزال الميكروبي للنتريت/النترات، وأكاسيد المعادن، ثم اختزال الكبريتات إلى كبريتيدات . وأخيرًا، يصبح إنتاج الميثان المسار الرئيسي لإعادة تمعدن الكربون العضوي .

إذا كان معدل الترسيب منخفضًا (حوالي 1  سم/سنة)، ومحتوى الكربون العضوي منخفضًا (حوالي 1%)، والأكسجين متوفرًا بكثرة، تستطيع البكتيريا الهوائية استهلاك جميع المواد العضوية في الرواسب أسرع من استهلاك الأكسجين، وبالتالي لا تُستخدم مستقبلات الإلكترونات ذات الطاقة المنخفضة . ولكن عندما يكون معدل الترسيب ومحتوى الكربون العضوي مرتفعين، وهو ما يحدث عادةً على الجروف القارية وتحت مناطق صعود تيارات الحدود الغربية، تصبح المياه المسامية في الرواسب خالية من الأكسجين على أعماق لا تتجاوز بضعة سنتيمترات. في مثل هذه الرواسب البحرية الغنية بالمواد العضوية، يصبح الكبريتات أهم مستقبل نهائي للإلكترونات نظرًا لتركيزه العالي في مياه البحر . ومع ذلك، فإنه ينضب أيضًا على عمق يتراوح بين سنتيمترات وأمتار. أسفل هذا العمق، يُنتج غاز الميثان. يُعد إنتاج الميثان عملية معقدة نوعًا ما، تتطلب بيئة اختزالية عالية (Eh).يتراوح جهد التنشيط (من -350 إلى -450  ملي فولت ) ودرجة الحموضة (pH) بين 6 و8، بالإضافة إلى وجود تجمعات معقدة من الكائنات الحية الدقيقة (العتائق والبكتيريا) ذات طبيعة تكافلية. مع ذلك، فإن العتائق وحدها هي التي تُصدر غاز الميثان.

في بعض المناطق (مثل خليج المكسيك، وحوض جويتسو)، قد يكون الميثان الموجود في الكلاثرات مشتقًا جزئيًا على الأقل من التحلل الحراري للمواد العضوية (مثل تكوين البترول)، بل وقد يشكل النفط مكونًا غريبًا داخل الهيدرات نفسها يمكن استخلاصه عند تفكيك الهيدرات. [ 27 ] [ 28 ] يتميز الميثان الموجود في الكلاثرات عادةً ببصمة نظائرية بيولوجية وقيمة δ13C متغيرة للغاية (تتراوح قيم معامل الانعكاس (−40‰ إلى −100‰ )، بمتوسط ​​تقريبي يبلغ حوالي −65‰. [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] أسفل منطقة الكلاثرات الصلبة، قد تتشكل فقاعات من الغاز الحر في الرواسب نتيجةً لتراكم كميات كبيرة من الميثان. [ 25 ] [ 33 ] [ 34 ]

يمكن في كثير من الأحيان تحديد وجود الكلاثرات في موقع معين من خلال ملاحظة عاكس محاكاة القاع (BSR)، وهو انعكاس زلزالي عند واجهة منطقة استقرار الرواسب والكلاثرات بسبب الكثافات غير المتساوية للرواسب العادية وتلك الممزوجة بالكلاثرات.

تم اكتشاف أبراج غاز الهيدرات في بحر بارنتس في المحيط المتجمد الشمالي. ويتصاعد غاز الميثان من هذه التراكيب الشبيهة بالقباب، حيث تمتد بعض هذه الشعلات الغازية بالقرب من سطح البحر. [ 35 ]

حجم الخزان

هيدرات الغاز تحت الصخور الكربوناتية في قاع البحر في شمال خليج المكسيك

حجم خزانات الميثان الكلاثراتية في المحيطات غير معروف بدقة، وقد انخفضت تقديرات حجمه بمقدار عشرة أضعاف تقريبًا كل عقد منذ أن تم اكتشاف وجود الكلاثرات في المحيطات خلال الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي. [ 36 ] أعلى التقديرات (على سبيل المثال 3 × 10)استندت التقديرات (18 م 3 ) [ 37 ] إلى افتراض أن الكلاثرات كاملة الكثافة يمكن أن تغطي قاع المحيط العميق بأكمله. وقد كشفت التحسينات في فهمنا لكيمياء الكلاثرات وعلم الرسوبيات أن الهيدرات تتشكل فقط في نطاق ضيق من الأعماق ( الجروف القارية )، وفي بعض المواقع فقط ضمن نطاق الأعماق التي يمكن أن تتواجد فيها (10-30% من منطقة استقرار هيدرات الغاز )، وعادةً ما توجد بتراكيز منخفضة (تتراوح نسبتها بين 0.9% و1.5% من حيث الحجم في المواقع التي تتواجد فيها. وتشير التقديرات الحديثة، التي تستند إلى أخذ عينات مباشرة، إلى أن المخزون العالمي يتراوح بين 1 × 10¹⁵ و 5 × 10¹⁵ متر مكعب (0.24 و1.2 مليون ميل مكعب) . [ 36 ] هذا التقدير، الذي يعادل 500-2500 جيجا طن من الكربون (Gt C)، أصغر من 5000 جيجا طن من الكربون المقدرة لجميع احتياطيات الوقود الجيولوجي العضوي الأخرى، ولكنه أكبر بكثير من 230 جيجا طن من الكربون المقدرة لمصادر الغاز الطبيعي الأخرى. [ 36 ] [ 38 ] وقد قُدِّر مخزون التربة الصقيعية بحوالي 400 جيجا طن من الكربون في القطب الشمالي، [ 39 ] ولكن لم تُجرَ أي تقديرات لمخزونات محتملة في القطب الجنوبي. هذه كميات كبيرة. للمقارنة، يبلغ إجمالي الكربون في الغلاف الجوي حوالي 800 جيجا طن (انظر الكربون § التواجد ).        

وتُعد هذه التقديرات الحديثة أصغر بشكل ملحوظ منمن 10000 إلى 11000  جيجا طن من الكربون (2 × 10اقترح باحثون سابقون [ 40 ] أن حجم 16 م³من الكلاثرات يُعدّ سببًا لاعتبارها مصدرًا للوقود الجيولوجي العضوي (ماكدونالد 1990، كفينفولدن 1998). لا تنفي وفرة الكلاثرات المنخفضة جدواها الاقتصادية، ولكن انخفاض حجمها الإجمالي وتركيزها الظاهر في معظم المواقع [ 36 ] يشير إلى أن نسبة محدودة فقط من رواسب الكلاثرات قد تُشكّل موردًا مجديًا اقتصاديًا.

كونتيننتال

تُحتبس رواسب الميثان الكلاثراتية في الصخور القارية ضمن طبقات من الحجر الرملي أو الطمي على أعماق تقل عن 800  متر. وتشير العينات إلى أنها تتكون من مزيج من الغازات المشتقة حرارياً وميكروبياً، والتي أُزيلت منها الهيدروكربونات الأثقل لاحقاً بشكل انتقائي. وتوجد هذه الرواسب في ألاسكا وسيبيريا وشمال كندا .

في عام ٢٠٠٨، استخرج باحثون كنديون ويابانيون تدفقًا مستمرًا من الغاز الطبيعي من مشروع تجريبي في موقع ماليك لهيدرات الغاز في دلتا نهر ماكنزي . وكانت هذه ثاني عملية حفر من نوعها في ماليك، حيث جرت الأولى عام ٢٠٠٢ واستُخدمت فيها الحرارة لاستخراج غاز الميثان. وفي تجربة ٢٠٠٨، تمكن الباحثون من استخراج الغاز عن طريق خفض الضغط، دون الحاجة إلى التسخين، مما استلزم طاقة أقل بكثير. [ ٤١ ] وقد اكتشفت شركة إمبريال أويل حقل ماليك لهيدرات الغاز لأول مرة في الفترة ما بين ١٩٧١ و١٩٧٢. [ ٤٢ ]

للاستخدام التجاري

تُعرف الرواسب الاقتصادية للهيدرات باسم هيدرات الغاز الطبيعي (NGH)، وتحتوي على 164 مترًا مكعبًا من الميثان، و0.8 متر مكعب من الماء في متر مكعب واحد من الهيدرات . [ 43 ] يوجد معظم هيدرات الغاز الطبيعي تحت قاع البحر (95%) حيث يكون في حالة توازن ديناميكي حراري . من المحتمل أن يحتوي خزان هيدرات الميثان الرسوبي على ما بين ضعفين إلى عشرة أضعاف الاحتياطيات المعروفة حاليًا من الغاز الطبيعي التقليدي ، وذلك اعتبارًا من عام 2013.[ 44 ] يُمثل هذا مصدرًا مُحتملًا هامًا للوقود الهيدروكربوني في المستقبل . مع ذلك، يُعتقد أن معظم هذه المواقع مُشتتة للغاية بحيث يصعب استخراجها اقتصاديًا. [ 36 ] ومن المشاكل الأخرى التي تواجه الاستغلال التجاري : اكتشاف الاحتياطيات المُجدية وتطوير تقنية استخراج غاز الميثان من رواسب الهيدرات.

في أغسطس/آب 2006، أعلنت الصين عن خطط لإنفاق 800 مليون يوان (100 مليون دولار أمريكي) على مدى السنوات العشر القادمة لدراسة هيدرات الغاز الطبيعي. [ 45 ] قد يحتوي احتياطي اقتصادي محتمل في خليج المكسيك على ما يقارب 100 مليار متر مكعب (3.5 × 10 ^ 12 قدم مكعب ) من الغاز. [ 36 ] طور بيورن كفام وأرني غراو، من معهد الفيزياء والتكنولوجيا بجامعة بيرغن، طريقة لحقن ثاني أكسيد الكربون في الهيدرات وعكس العملية؛ وبالتالي استخراج الميثان عن طريق التبادل المباشر. [ 46 ] يجري اختبار طريقة جامعة بيرغن ميدانيًا من قبل شركة كونوكو فيليبس وشركة النفط والغاز والمعادن الوطنية اليابانية (JOGMEC) المملوكة للدولة ، وبتمويل جزئي من وزارة الطاقة الأمريكية. وقد وصل المشروع بالفعل إلى مرحلة الحقن، وبدأ تحليل البيانات الناتجة بحلول 12 مارس/آذار 2012. [ 47 ]   

في 12 مارس/آذار 2013، أعلن باحثون من مركز أبحاث الغاز الطبيعي في اليابان (JOGMEC) عن نجاحهم في استخراج الغاز الطبيعي من هيدرات الميثان المتجمدة. [ 48 ] ولاستخراج الغاز، استُخدمت معدات متخصصة للحفر في رواسب الهيدرات وخفض ضغطها، مما أدى إلى انفصال الميثان عن الجليد. ثم جُمع الغاز ونُقل عبر أنابيب إلى السطح حيث أُشعل لإثبات وجوده. [ 49 ] ووفقًا لمتحدث باسم القطاع، "كانت هذه أول تجربة بحرية في العالم لإنتاج الغاز من هيدرات الميثان". [ 48 ] في السابق، كان يُستخرج الغاز من رواسب برية، ولكن لم يُستخرج مطلقًا من رواسب بحرية أكثر شيوعًا. [ 49 ] يقع حقل الهيدرات الذي استُخرج منه الغاز على بُعد 50 كيلومترًا (31 ميلًا) من وسط اليابان في خندق نانكاي ، على عمق 300 متر (980 قدمًا) تحت سطح البحر. [ 48 ] ​​[ 49 ] صرّح متحدث باسم شركة JOGMEC قائلاً: "أصبح بإمكان اليابان أخيرًا امتلاك مصدر طاقة خاص بها". [ 49 ] وأضاف عالم الجيولوجيا البحرية ميكيو ساتوه: "نعلم الآن أن الاستخراج ممكن. والخطوة التالية هي معرفة إلى أي مدى يمكن لليابان خفض التكاليف لجعل هذه التقنية مجدية اقتصاديًا". [ 49 ] تُقدّر اليابان وجود ما لا يقل عن 1.1 تريليون متر مكعب من غاز الميثان المحتجز في خندق نانكاي، وهو ما يكفي لتلبية احتياجات البلاد لأكثر من عشر سنوات. [ 49 ]  

أعلنت كل من اليابان والصين في مايو 2017 عن إنجازٍ هام في استخراج غاز الميثان من هيدرات في بحر الصين الجنوبي . [ 11 ] وصفت الصين النتيجة بأنها إنجازٌ كبير، وقد أيّد برافين لينغا من قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية في جامعة سنغافورة الوطنية هذا الرأي قائلاً: "مقارنةً بالنتائج التي رأيناها من الأبحاث اليابانية، تمكّن العلماء الصينيون من استخراج كمية أكبر بكثير من الغاز في جهودهم". [ 50 ] ويتفق خبراء الصناعة على أن الإنتاج على نطاق تجاري لا يزال بعيد المنال لسنوات. [ 51 ]

المخاوف البيئية

يحذر الخبراء من أن الآثار البيئية لا تزال قيد الدراسة، وأن غاز الميثان - وهو غاز دفيئة تبلغ قدرته على إحداث الاحتباس الحراري حوالي 81.2 ضعف قدرة ثاني أكسيد الكربون على مدى 20 عامًا [ 52 ] - قد يتسرب إلى الغلاف الجوي في حال حدوث خلل ما. [ 53 ] ونظرًا لأن عمر الميثان في الغلاف الجوي أقصر بكثير من عمر ثاني أكسيد الكربون، فإن قدرته على إحداث الاحتباس الحراري أقل بكثير على المدى الطويل، حيث تبلغ قدرتها على إحداث الاحتباس الحراري عند 100 عام 27.9، وعند 500 عام 7.95. [ 54 ] : 7SM-24

الهيدرات في معالجة الغاز الطبيعي

العمليات الروتينية

تتشكل هيدرات الميثان أيضاً بشكل شائع أثناء عمليات إنتاج الغاز الطبيعي، عندما يتكثف الماء السائل بوجود الميثان تحت ضغط عالٍ. ومن المعروف أن جزيئات الهيدروكربونات الأكبر حجماً، مثل الإيثان والبروبان، يمكنها أيضاً تكوين الهيدرات، على الرغم من أن الجزيئات الأطول (مثل البيوتان والبنتان) لا تستطيع التناسب مع بنية قفص الماء، وتميل إلى زعزعة استقرار تكوين الهيدرات.

بمجرد تكوّنها، يمكن للهيدرات أن تسدّ خطوط الأنابيب ومعدات المعالجة. وعادةً ما تُزال هذه الهيدرات عن طريق خفض الضغط، أو تسخينها، أو إذابتها كيميائيًا (يُستخدم الميثانول عادةً). يجب توخي الحذر لضمان التحكم الدقيق في عملية إزالة الهيدرات، نظرًا لاحتمالية تحوّل الهيدرات من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية، مُطلقةً الماء وغاز الميثان بمعدل عالٍ عند خفض الضغط. وقد يؤدي الانطلاق السريع لغاز الميثان في نظام مغلق إلى ارتفاع سريع في الضغط. [ 12 ]

يُفضّل عمومًا منع تكوّن الهيدرات أو انسداد المعدات. ويتحقق ذلك عادةً بإزالة الماء، أو بإضافة الإيثيلين جليكول (MEG) أو الميثانول ، اللذين يعملان على خفض درجة الحرارة التي تتكوّن عندها الهيدرات. وفي السنوات الأخيرة، طُوّرت أنواع أخرى من مثبطات الهيدرات، مثل مثبطات الهيدرات الحركية (التي تزيد من درجة التبريد المطلوبة لتكوّن الهيدرات، على حساب زيادة معدل تكوّنها) ومضادات التكتل، التي لا تمنع تكوّن الهيدرات، ولكنها تمنعها من الالتصاق ببعضها البعض لتسد المعدات.

تأثير تحول طور الهيدرات أثناء الحفر في المياه العميقة

عند الحفر في التكوينات النفطية والغازية المغمورة في المياه العميقة، قد يتدفق غاز المكمن إلى داخل البئر مُشكِّلاً هيدرات غازية نتيجةً لانخفاض درجات الحرارة وارتفاع الضغوط أثناء الحفر في المياه العميقة. ثم قد تتدفق هذه الهيدرات الغازية إلى أعلى مع طين الحفر أو السوائل الأخرى المُصرَّفة. وعندما ترتفع الهيدرات، ينخفض ​​الضغط في الحيز الحلقي ، فتتفكك الهيدرات إلى غاز وماء. ويؤدي التمدد السريع للغاز إلى طرد السوائل من البئر، مما يُقلل الضغط أكثر، وبالتالي يُؤدي إلى مزيد من تفكك الهيدرات وطرد المزيد من السوائل. ويُعدّ الطرد العنيف الناتج للسوائل من الحيز الحلقي أحد الأسباب المحتملة أو العوامل المساهمة في ظاهرة "الاندفاع". [ 55 ] (عادةً لا تتضمن الاندفاعات، التي قد تُسبب انفجارات الآبار، الهيدرات: انظر انفجار الآبار (حفر الآبار) §  اندفاع التكوين ).

تشمل التدابير التي تقلل من خطر تكوّن الهيدرات ما يلي:

  • تؤدي معدلات التدفق العالية إلى الحد من الوقت اللازم لتكوين الهيدرات في حجم معين من السائل، مما يقلل من احتمالية حدوث اندفاع مفاجئ. [ 55 ]
  • قياس دقيق لتدفق الخط للكشف عن انسداد الهيدرات في مراحله الأولى. [ 55 ]
  • يجب توخي مزيد من الحذر عند القياس عندما تكون معدلات إنتاج الغاز منخفضة ويكون احتمال تكوين الهيدرات أعلى منه عند معدلات تدفق الغاز المرتفعة نسبيًا. [ 55 ]
  • قد تشير مراقبة غلاف البئر بعد إغلاقه ( عزله) إلى تكوّن الهيدرات. بعد الإغلاق، يرتفع الضغط بينما ينتشر الغاز عبر المكمن إلى البئر ؛ ويُظهر معدل ارتفاع الضغط انخفاضًا في معدل الزيادة أثناء تكوّن الهيدرات. [ 55 ]
  • يمكن أن تؤدي إضافات الطاقة (مثل الطاقة المنبعثة من الأسمنت المستخدم في إكمال الآبار) إلى رفع درجة الحرارة وتحويل الهيدرات إلى غاز، مما ينتج عنه "دفعة".

استعادة التمزق

مخطط توضيحي لقباب احتواء النفط، تشكل قنوات مقلوبة لنقل النفط إلى السفن السطحية. منصة النفط الغارقة قريبة.

عند أعماق كافية، يتفاعل الميثان مباشرةً مع الماء لتكوين هيدرات الميثان، كما لوحظ خلال كارثة تسرب النفط في ديب ووتر هورايزون عام 2010. قام مهندسو شركة بي بي بتطوير ونشر نظام استخلاص النفط تحت سطح البحر فوق بئر نفط في المياه العميقة على عمق 1500 متر (5000 قدم) تحت مستوى سطح البحر، وذلك لالتقاط النفط المتسرب. تضمن ذلك وضع قبة وزنها 125 طنًا (276000 رطل) فوق أكبر تسربات البئر، وتوصيلها بأنابيب إلى سفينة تخزين على السطح. [ 56 ] كان من الممكن لهذا الخيار جمع حوالي 85% من النفط المتسرب، ولكنه لم يُختبر سابقًا على مثل هذه الأعماق. [ 56 ] قامت شركة بي بي بنشر النظام في 7-8 مايو، ولكنه فشل بسبب تراكم هيدرات الميثان داخل القبة؛ نظرًا لكثافتها المنخفضة التي تبلغ حوالي 0.9 جم/سم³، تراكمت هيدرات الميثان في القبة، مما زاد من طفوها وأعاق تدفق النفط. [ 57 ]   

مركبات الميثان الكلاثراتية وتغير المناخ

يتم إطلاق كلاثرات الميثان كغاز في عمود الماء المحيط أو التربة عندما ترتفع درجة الحرارة المحيطة.

تُعدّ فرضية مدفع الكلاثرات تفسيرًا مُقترحًا لفترات الاحترار السريع خلال العصر الرباعي . وتفترض هذه الفرضية أن التغيرات في تدفقات المياه المتوسطة العليا في المحيط تسببت في تقلبات حرارية أدت بالتناوب إلى تراكم كلاثرات الميثان وإطلاقها بشكل متقطع على المنحدرات القارية العليا. وكان لهذا تأثير فوري على درجة الحرارة العالمية، نظرًا لأن الميثان غاز دفيئة أقوى بكثير من ثاني أكسيد الكربون . فعلى الرغم من أن عمره في الغلاف الجوي يبلغ حوالي 12 عامًا، إلا أن قدرة الميثان على إحداث الاحترار العالمي تفوق قدرة ثاني أكسيد الكربون بـ 72 ضعفًا على مدى 20 عامًا، و25 ضعفًا على مدى 100 عام (33 ضعفًا عند الأخذ في الاعتبار تفاعلات الهباء الجوي ). [ 58 ] ويُقترح أيضًا أن أحداث الاحترار هذه تسببت في دورات بوند وفترات بين جليدية فردية ، مثل فترات دانسجارد-أوشجر بين الجليدية . [ 59 ]

توجد معظم رواسب كلاثرات الميثان في طبقات رسوبية عميقة جدًا بحيث لا تستجيب بسرعة، [ 60 ] وتشير نماذج أرتشر لعام 2007 إلى أن تأثير الميثان الناتج عنها سيظل عنصرًا ثانويًا في التأثير الكلي للاحتباس الحراري . [ 61 ] تبدأ رواسب الكلاثرات في فقدان استقرارها من أعمق جزء في منطقة استقرارها ، والذي يقع عادةً على عمق مئات الأمتار تحت قاع البحر. سيؤدي الارتفاع المستمر في درجة حرارة البحر إلى تسخين الرواسب تدريجيًا، مما يتسبب في بدء تحلل الكلاثرات الأقل عمقًا والأكثر هامشية؛ ولكن عادةً ما يستغرق الأمر ألف عام أو أكثر حتى يصل تغير درجة الحرارة إلى هذا العمق في قاع البحر. [ 61 ] علاوة على ذلك، وجدت أبحاث لاحقة حول رواسب خطوط العرض المتوسطة في المحيطين الأطلسي والهادئ أن أي غاز ميثان ينبعث من قاع البحر، بغض النظر عن مصدره، لا يصل إلى الغلاف الجوي بمجرد أن يتجاوز العمق 430 مترًا (1411 قدمًا)، في حين أن الخصائص الجيولوجية للمنطقة تجعل من المستحيل وجود الهيدرات على أعماق أقل من 550 مترًا (1804 قدمًا). [ 62 ] [ 63 ]    

احتمالية انبعاث غاز الميثان في الجرف القاري القطبي الشرقي لسيبيريا

مع ذلك، فإن بعض رواسب هيدرات الميثان في القطب الشمالي تقع على عمق أقل بكثير من غيرها، مما يجعلها أكثر عرضة للتأثر بالاحترار. فعلى سبيل المثال، يقع أحد رواسب الغاز المحصور على المنحدر القاري قبالة سواحل كندا في بحر بوفورت ، ضمن منطقة من التلال المخروطية الصغيرة في قاع المحيط، على عمق 290  مترًا فقط (951  قدمًا) تحت مستوى سطح البحر، ويُعتبر هذا الرواسب الأقل عمقًا المعروفة لهيدرات الميثان. [ 64 ] في المقابل، يبلغ متوسط ​​عمق الجرف القاري لشرق سيبيريا في القطب الشمالي 45 مترًا، ويُفترض وجود رواسب هيدرات أسفل قاع البحر، مُحكمة الإغلاق بطبقات التربة الصقيعية تحت سطح البحر. [ 65 ] [ 66 ] وهذا يعني أنه عند ارتفاع درجة الحرارة، فإن التكوينات الشبيهة بتكوينات "تاليك" أو "بينغو" داخل الجرف القاري ستعمل أيضًا كممرات لهجرة غاز الميثان المتجمد سابقًا، وقد حظي هذا الاحتمال باهتمام كبير. [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] (شاخوفا وآخرون). تشير تقديرات (2008) إلى أن ما لا يقل عن 1400 جيجا طن من الكربون محتجز حاليًا على شكل غاز الميثان وهيدرات الميثان تحت التربة الصقيعية البحرية في القطب الشمالي، وأن 5-10% من هذه المساحة معرضة للاختراق بفعل صخور التاليك المفتوحة. وقد تضمنت ورقتهم البحثية في البداية عبارة مفادها أن "انبعاث ما يصل إلى 50 جيجا طن من الكمية المتوقعة من مخزون الهيدرات أمر وارد جدًا، وقد يحدث فجأة في أي وقت". إن انبعاثًا بهذا الحجم من شأنه أن يزيد محتوى الميثان في الغلاف الجوي للكوكب بمقدار اثني عشر ضعفًا، [ 70 ] [ 71 ] وهو ما يعادل في تأثيره على الاحتباس الحراري مضاعفة مستوى ثاني أكسيد الكربون في عام 2008 .

هذا ما أدى إلى ظهور فرضية مدفع الكلاثرات الأصلية، وفي عام 2008، حدد كل من نظام المختبرات الوطنية التابع لوزارة الطاقة الأمريكية [ 72 ] وبرنامج علوم تغير المناخ التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية احتمالية عدم استقرار الكلاثرات في القطب الشمالي كواحد من أخطر أربعة سيناريوهات لتغير المناخ المفاجئ، والتي تم تخصيصها للبحث ذي الأولوية. أصدر برنامج علوم تغير المناخ التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية تقريرًا في أواخر ديسمبر 2008 يُقدّر خطورة هذا الخطر. [ 73 ] وقد قيّمت دراسة أجريت عام 2012 حول آثار الفرضية الأصلية، استنادًا إلى نموذج مناخي-دورة كربونية مُقترن ( GCM )، زيادةً في غاز الميثان بمقدار 1000 ضعف (من أقل من 1 إلى 1000 جزء في المليون حجميًا) - ضمن نبضة واحدة، من هيدرات الميثان (استنادًا إلى تقديرات كمية الكربون لحدث الاحترار الأقصى في العصر الباليوسيني-الإيوسيني، والتي تبلغ حوالي 2000 جيجا طن من الكربون)، وخلصت إلى أنها ستزيد درجات حرارة الغلاف الجوي بأكثر من 6  درجات مئوية في غضون 80 عامًا. علاوة على ذلك، سينخفض ​​الكربون المخزن في الغلاف الحيوي الأرضي بنسبة تقل عن 25%، مما يشير إلى وضع حرج بالنسبة للنظم البيئية والزراعة، لا سيما في المناطق الاستوائية. [ 74 ] ويشير تقييم آخر للأدبيات نُشر عام 2012 إلى أن هيدرات الميثان في الجرف القاري لبحار القطب الشمالي الشرقي قد تكون سببًا محتملاً. [ 75 ]

تمّ أيضاً النظر في خطر احتمال تسبب النشاط الزلزالي في انبعاثات هائلة من غاز الميثان. ففي عام ٢٠١٢، أشارت رصدات زلزالية لهيدرات الميثان غير المستقرة على طول المنحدر القاري لشرق الولايات المتحدة، عقب توغل تيارات محيطية أكثر دفئاً، إلى إمكانية حدوث انهيارات أرضية تحت الماء تُطلق غاز الميثان. ويُقدّر حجم هيدرات الميثان في هذا المنحدر بـ ٢٫٥ جيجا طن (حوالي ٠٫٢٪ من الكمية اللازمة لإحداث ظاهرة الاحترار الأقصى في العصر الباليوسيني-الإيوسيني )، ولا يزال من غير الواضح ما إذا كان الميثان سيصل إلى الغلاف الجوي. ومع ذلك، يحذر مؤلفو الدراسة قائلين: "من غير المرجح أن يكون هامش شمال المحيط الأطلسي الغربي هو المنطقة الوحيدة التي تشهد تغيرات في التيارات المحيطية؛ لذا فإن تقديرنا البالغ ٢٫٥ جيجا طن من هيدرات الميثان غير المستقرة قد لا يُمثل سوى جزء ضئيل من هيدرات الميثان غير المستقرة حالياً على مستوى العالم". [ 76 ] يشير بيل ماكغواير إلى أنه "قد يكون هناك خطر حدوث انهيارات أرضية تحت سطح البحر حول هوامش غرينلاند ، وهي مناطق لم تُستكشف بشكل كافٍ. تشهد غرينلاند ارتفاعًا بالفعل، مما يقلل الضغط على القشرة الأرضية تحتها، وكذلك على هيدرات الميثان الموجودة تحت سطح البحر في الرواسب المحيطة بهوامشها، وقد يظهر نشاط زلزالي متزايد خلال عقود مع انخفاض الضغط على الصدوع النشطة تحت الغطاء الجليدي. قد يوفر هذا إمكانية حدوث زلزال أو زعزعة استقرار هيدرات الميثان في الرواسب تحت سطح البحر، مما يؤدي إلى تكوين انهيارات أرضية تحت سطح البحر، وربما تسونامي في شمال المحيط الأطلسي." [ 77 ]

تُستهلك انبعاثات الميثان في بحر لابتيف عادةً داخل الرواسب بواسطة الكائنات الحية الدقيقة المؤكسدة للميثان . وتُعرّض المناطق ذات الترسيب العالي (أعلى) مجتمعاتها الميكروبية لاضطراب مستمر، ولذلك فهي الأكثر عرضةً لتدفقات نشطة، سواءً مع (يمين) أو بدون تدفق صاعد نشط (يسار). ومع ذلك، قد يقتصر الانبعاث السنوي على 1000 طن أو أقل. [ 78 ]

أظهرت دراسة أجريت عام 2008 في القطب الشمالي السيبيري انبعاثات غاز الميثان بكميات سنوية تُقدر بملايين الأطنان، وهو ما يُمثل زيادة كبيرة عن التقدير السابق البالغ 0.5 مليون طن سنويًا. [ 79 ] ويبدو أن هذه الانبعاثات تحدث عبر ثقوب في التربة الصقيعية لقاع البحر، [ 69 ] حيث وصلت تركيزات الميثان في بعض المناطق إلى 100 ضعف المستويات الطبيعية. [ 80 ] [ 81 ] وقد رُصدت كميات زائدة من الميثان في بؤر ساخنة محلية عند مصب نهر لينا وعلى الحدود بين بحر لابتيف وبحر سيبيريا الشرقي . في ذلك الوقت، اعتُقد أن جزءًا من الذوبان ناتج عن التسخين الجيولوجي، بينما اعتُقد أن الجزء الأكبر منه يعود إلى الزيادة الكبيرة في كميات المياه الذائبة المتدفقة من الأنهار السيبيرية المتجهة شمالًا. [ 82 ]

بحلول عام 2013، استخدم الفريق البحثي نفسه عدة عمليات رصد بالسونار لتحديد كثافة الفقاعات المنبعثة من التربة الصقيعية تحت سطح البحر إلى المحيط (وهي عملية تُعرف باسم الغليان)، ووجدوا أن ما بين 100 و630  ملليغرامًا من غاز الميثان لكل متر مربع ينبعث يوميًا على طول الجرف القاري القطبي الشرقي لسيبيريا، إلى عمود الماء. كما وجدوا أنه خلال العواصف، عندما تُسرّع الرياح تبادل الغازات بين الهواء والبحر، تنخفض مستويات الميثان في عمود الماء بشكل كبير. تشير الملاحظات إلى أن انبعاث الميثان من التربة الصقيعية في قاع البحر سيتطور ببطء، وليس فجأة. ومع ذلك، فإن الأعاصير القطبية، التي تغذيها ظاهرة الاحتباس الحراري ، وتراكم المزيد من غازات الدفيئة في الغلاف الجوي، قد تُساهم في تسريع انبعاث الميثان من هذا المصدر. وبذلك، بلغ تقديرهم المُحدّث 17 مليون طن سنويًا. [ 83 ]

مع ذلك، سُرعان ما أُثيرت تساؤلات حول هذه النتائج، إذ أن معدل الانبعاث السنوي هذا يعني أن منطقة شرق بحر القطب الشمالي وحدها ستُساهم بنسبة تتراوح بين 28% و75% من انبعاثات الميثان المرصودة في القطب الشمالي، وهو ما يُخالف نتائج العديد من الدراسات الأخرى. في يناير 2020، تبيّن أن معدل دخول الميثان إلى الغلاف الجوي بعد انبعاثه من رواسب الجرف القاري إلى عمود الماء كان مُبالغًا فيه بشكل كبير، وتشير مُلاحظات تدفقات الميثان في الغلاف الجوي، التي جُمعت من رحلات بحرية مُتعددة في القطب الشمالي، إلى أن حوالي 3.02 مليون طن فقط من الميثان تنبعث سنويًا من منطقة شرق بحر القطب الشمالي. [ 84 ] وأشارت دراسة نمذجة نُشرت عام 2020 إلى أنه في ظل الظروف الحالية، قد ينخفض ​​انبعاث الميثان السنوي من منطقة شرق بحر القطب الشمالي إلى 1000 طن فقط، بينما يُمثل ما بين 2.6 و4.5 مليون طن ذروة الانبعاثات المُضطربة من الجرف القاري. [ 78 ]

درس هونغ وآخرون (2017) تسرب غاز الميثان في البحار القطبية الضحلة في بحر بارنتس بالقرب من سفالبارد . وقد تذبذبت درجة حرارة قاع البحر موسمياً على مدار القرن الماضي، بين -1.8  درجة مئوية (28.8  درجة فهرنهايت) و4.8  درجة مئوية (40.6  درجة فهرنهايت)، إلا أن هذا التذبذب لم يؤثر على انبعاث غاز الميثان إلا حتى عمق 1.6 متر تقريباً عند سطح التماس بين الرواسب والماء . ويمكن أن تبقى الهيدرات مستقرة حتى عمق 60 متراً من الرواسب، بينما تنشأ الانبعاثات المرصودة حالياً من أعماق أكبر تحت قاع البحر. وخلص الباحثون إلى أن زيادة تدفق غاز الميثان بدأت منذ مئات إلى آلاف السنين، وأشاروا إلى أن ذلك يعود إلى "تهوية دورية للخزانات العميقة بدلاً من تفكك هيدرات الغاز الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة". [ 85 ] وفي تلخيص لبحثه، ذكر هونغ ما يلي:

تشير نتائج دراستنا إلى أن التسرب الهائل الذي لوحظ في هذه المنطقة هو نتيجة للحالة الطبيعية للنظام. إن فهم كيفية تفاعل الميثان مع العمليات الجيولوجية والكيميائية والبيولوجية الهامة الأخرى في نظام الأرض أمرٌ بالغ الأهمية، وينبغي أن يكون محور اهتمام مجتمعنا العلمي. [ 86 ]

يبدو أن انبعاثات غاز الميثان المنسوبة تحديداً إلى تفكك الهيدرات في سفالبارد أقل بكثير من التسريبات من مصادر الميثان الأخرى. [ 87 ]

خلصت دراسة أجراها والمان وآخرون (2018) إلى أن تفكك الهيدرات في سفالبارد قبل 8000 عام كان نتيجةً للارتداد المتساوي (ارتفاع القارات عقب ذوبان الجليد ). ونتيجةً لذلك، انخفض عمق المياه مع انخفاض الضغط الهيدروستاتيكي، دون مزيد من الاحترار. كما وجدت الدراسة أن الرواسب الحالية في الموقع تصبح غير مستقرة على عمق 400 متر تقريبًا، بسبب ارتفاع درجة حرارة المياه القاعية الموسمية، ولا يزال من غير الواضح ما إذا كان هذا ناتجًا عن تقلبات طبيعية أم عن احترار بفعل الأنشطة البشرية. [ 87 ] علاوة على ذلك، وجدت دراسة أخرى نُشرت عام 2017 أن 0.07% فقط من غاز الميثان المنبعث من تفكك هيدرات الغاز في سفالبارد يصل إلى الغلاف الجوي، وعادةً ما يحدث ذلك فقط عندما تكون سرعة الرياح منخفضة. [ 88 ] في عام 2020، أكدت دراسة لاحقة أن جزءًا صغيرًا فقط من غاز الميثان المتسرب من سفالبارد يصل إلى الغلاف الجوي، وأن سرعة الرياح تؤثر على معدل الانطلاق أكثر من تركيز الميثان المذاب في الموقع. [ 89 ]

أخيرًا، أشارت دراسة نُشرت عام ٢٠١٧ إلى أن انبعاثات الميثان من حقل نبع واحد على الأقل في سفالبارد قد تم تعويضها بالكامل تقريبًا بفضل زيادة امتصاص ثاني أكسيد الكربون نتيجةً لزيادة نشاط العوالق النباتية بشكل كبير في هذه المياه الغنية بالمغذيات. وقد بلغت كمية ثاني أكسيد الكربون التي امتصتها العوالق النباتية يوميًا ١٩٠٠ ضعف كمية الميثان المنبعثة، وكان التأثير الإشعاعي السلبي (أي التبريد غير المباشر) الناتج عن امتصاص ثاني أكسيد الكربون أكبر بما يصل إلى ٢٥١ مرة من الاحترار الناتج عن انبعاث الميثان. [ ٩٠ ]

في عام 2018، أشارت دراسة تحليلية تناولت نقاط التحول في النظام المناخي إلى أن مساهمة هيدرات الميثان في تغير المناخ ستكون "ضئيلة" بحلول نهاية القرن، ولكنها قد تصل إلى 0.4-0.5  درجة مئوية (0.72-0.90  درجة فهرنهايت) على مدى آلاف السنين. [ 91 ] وفي عام 2021، لم يعد التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ يُدرج هيدرات الميثان ضمن قائمة نقاط التحول المحتملة، وذكر أنه "من غير المرجح أن تُؤدي انبعاثات غاز الميثان من الكلاثرات إلى ارتفاع كبير في درجة حرارة النظام المناخي خلال القرون القليلة القادمة". [ 92 ] كما ربط التقرير رواسب الهيدرات الأرضية بفوهات انبعاث الغاز التي اكتُشفت في شبه جزيرة يامال في سيبيريا ، روسيا، بدءًا من يوليو 2014، [ 93 ] ولكنه أشار إلى أنه نظرًا لأن هيدرات الغاز الأرضية تتشكل في الغالب على عمق يزيد عن 200 متر، فإنه يُمكن استبعاد حدوث استجابة كبيرة خلال القرون القليلة القادمة. [ 92 ] وبالمثل، وصف تقييمٌ أُجري عام 2022 لنقاط التحول هيدرات الميثان بأنها "آلية تغذية راجعة خالية من العتبة" وليست نقطة تحول. [ 94 ] [ 95 ]

هيدرات الغاز الطبيعي لتخزين ونقل الغاز

نظرًا لأن مركبات الميثان الكلاثراتية مستقرة عند درجات حرارة أعلى من الغاز الطبيعي المسال (-20  درجة مئوية مقابل -162  درجة مئوية)، ثمة اهتمام بتحويل الغاز الطبيعي إلى كلاثرات (غاز طبيعي صلب) بدلًا من تسييله عند نقله بحرًا . ومن المزايا المهمة أن إنتاج هيدرات الغاز الطبيعي من الغاز الطبيعي في المحطة يتطلب محطة تبريد أصغر وطاقة أقل من الغاز الطبيعي المسال. في المقابل، لنقل 100 طن من الميثان، يلزم نقل 750 طنًا من هيدرات الميثان؛ ولأن هذا يتطلب سفينة ذات إزاحة أكبر بـ 7.5 مرة، أو عددًا أكبر من السفن، فمن غير المرجح أن يكون ذلك مجديًا اقتصاديًا. وقد حظيت هيدرات الميثان مؤخرًا باهتمام كبير لتطبيقات التخزين الثابت واسعة النطاق نظرًا لظروف التخزين المعتدلة جدًا مع إضافة رباعي هيدروفيوران . [ 96 ] [ 97 ] مع إضافة رباعي هيدروفوران ، ورغم وجود انخفاض طفيف في سعة تخزين الغاز، فقد أثبتت دراسة حديثة استقرار الهيدرات لعدة أشهر عند درجة حرارة -2 درجة مئوية والضغط الجوي. [ 98 ] كما أظهرت دراسة حديثة إمكانية تكوين الغاز الطبيعي الاصطناعي مباشرةً باستخدام مياه البحر بدلاً من الماء النقي مع رباعي هيدروفوران. [ 99 ] 

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ يبلغ متوسط ​​تركيب هيدرات الكلاثرات للميثان مولًا واحدًا من الميثان لكل 5.75 مول من الماء. وتبلغ الكثافة المرصودة حوالي 0.9 جم/سم³ . [ 12 ] لكل مول من الميثان، الذي تبلغ كتلته المولية حوالي 16.043 جم (انظر الميثان )، لدينا 5.75 مول من الماء، بكتلة مولية تبلغ حوالي 18.015 جم (انظر خصائص الماء )، وبالتالي، فإن كتلة مركب الكلاثرات لكل مول من الميثان تساوي 16.043 جم + 5.75 × 18.015 جم ≈ 119.631 جم. وبالتالي، فإن النسبة المئوية لمساهمة الميثان في الكتلة تساوي 16.043 جم / 119.631 جم ≈ 0.1341. تبلغ الكثافة حوالي 0.9 غ/سم³ ، لذا فإن لترًا واحدًا من كلاثرات الميثان يزن حوالي 0.9 كغ، وبالتالي فإن كتلة الميثان الموجودة فيه تبلغ حوالي 0.1341 × 0.9 كغ ≈ 0.1207 كغ. وبكثافة غازية تبلغ 0.716 كغ/م³ ( عند 0 درجة مئوية؛ انظر مربع المعلومات في قسم الميثان )، فإن حجمه يساوي 0.1207 / 0.716 م³ = 0.1686 م³= 168.6لترًا . 

مراجع

  1. ↑ هيدرات الغاز: ما هي؟، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، 31 أغسطس 2009، مؤرشفة من الأصل في 14 يونيو 2012 ، تم استرجاعها في 28 ديسمبر 2014
  2. 1 2 حسن، حسين؛ رومانوس، جيمي (9 أغسطس 2023). "تأثير أملاح البحر على سلوك الطور وتخليق هيدرات الميثان + رباعي هيدروفيوران: دراسة تجريبية ونظرية" . مجلة البحوث في الكيمياء الصناعية والهندسية . 62 (31): 12305-12314 . doi : 10.1021/acs.iecr.3c00351 . ISSN 0888-5885 . 
  3. ↑ سانشيز، م.؛ سانتامارينا، س.؛ تيموري، م.؛ جاي، إكس. (2018). "النمذجة العددية المقترنة للرواسب الحاملة لهيدرات الغاز: من التحليلات المختبرية إلى التحليلات الميدانية" (ملف PDF) . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الأرض الصلبة . 123 (12): 326-348 . Bibcode : 2018JGRB..12310326S . doi : 10.1029/2018JB015966 . hdl : 10754/630330 . S2CID 134394736 . 
  4. ↑ تيموري، م.؛ سانشيز، م.؛ سانتامارينا، س. (2020). "نموذج شبه حركي لمحاكاة تغيرات الطور في الرواسب الحاملة لهيدرات الغاز" . جيولوجيا البحار والبترول . 120 104519. Bibcode : 2020MarPG.12004519T . doi : 10.1016/j.marpetgeo.2020.104519 . hdl : 10754/664452 .
  5. ↑ تشونغ، زد آر؛ يانغ، إس إتش بي؛ بابو، بي؛ لينغا، بي؛ لي، إكس-إس. (2016). "مراجعة لهيدرات الغاز الطبيعي كمصدر للطاقة: الآفاق والتحديات". الطاقة التطبيقية . 162 : 1633-1652 . Bibcode : 2016ApEn..162.1633C . doi : 10.1016/j.apenergy.2014.12.061 .
  6. ↑ حسن بور يوزباند، علي أكبر؛ جونكي، إدريس؛ فاشغاني فراهاني، مهرداد؛ تاكيا، ساتوشي؛ روبيل، كارولين؛ يانغ، جينهاي؛ ج. إنجلش، نيال؛ م. شيكس، جوديث؛ إدلمان، كاتريونا؛ مهرابيان، هادي؛ م. أمان، زكريا؛ توحيدي، بهمن (2020). " هيدرات الغاز في الكيمياء المستدامة" . مجلة الجمعية الكيميائية . 49 (15): 5225-5309 . Bibcode : 2020CSRev..49.5225H . doi : 10.1039/C8CS00989A . hdl : 1912/26136 . PMID 32567615. S2CID 219971360 .  
  7. ↑ روالد هوفمان (2006). "الغاز القديم، الغاز الجديد" . مجلة العالم الأمريكي . 94 (1): 16-18 . doi : 10.1511/2006.57.16 .
  8. ^ لوثي، د. لو فلوك، م؛ بيريتر، ب؛ بلونييه، تي؛ بارنولا، JM. سيجنثالر، يو؛ رينود، د؛ جوزيل ، ج. وآخرون . (2008). “سجل تركيز ثاني أكسيد الكربون عالي الدقة منذ 650.000 إلى 800.000 سنة قبل الحاضر” (PDF) . طبيعة . 453 (7193): 379– 382. بيب كود : 2008Natur.453..379L . دوى : 10.1038 / طبيعة06949 . بميد 18480821 . S2CID 1382081 .   
  9. ↑ وانغ، سيفر؛ هاوسفاذر، زيك (2020-04-21)، مراجعات ESD: آليات وأدلة وتأثيرات عناصر التحول المناخي ، doi : 10.5194/esd-2020-16 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-05-15
  10. ↑ فوكس-كيمبر، ب.؛ هيويت، هـ. ت .؛ شياو، س.؛ أدالغيرسدوتير، ج.؛ دريفهاوت، س. س.؛ إدواردز، ت. ل.؛ غوليدج، ن. ر.؛ هيمر، م.؛ كوب، ر. إ.؛ كرينر، ج.؛ ميكس، أ. (2021). ماسون-ديلموت، ف.؛ تشاي، ب.؛ بيراني، أ.؛ كونورز، س. ل.؛ بيان، س.؛ بيرغر، س.؛ كود، ن.؛ تشين، ي.؛ غولدفراب، ل. (محررون). "الفصل 5: الكربون العالمي ودورات وتفاعلات بيوجيوكيميائية أخرى" (ملف PDF) . تغير المناخ 2021: الأسس العلمية الفيزيائية. مساهمة الفريق العامل الأول في التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ . مطبعة جامعة كامبريدج، كامبريدج، المملكة المتحدة ونيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: 5. doi : 10.1017/9781009157896.011 .
  11. 1 2 3 "الصين تدّعي تحقيق إنجاز في استخراج "الجليد القابل للاشتعال"" . بي بي سي. 19 مايو 2017.
  12. 1 2 3 ماكس، مايكل د. (2003). هيدرات الغاز الطبيعي في البيئات المحيطية والبيئات المتجمدة . دار نشر كلوير الأكاديمية. ص 62. ISBN  978-0-7923-6606-5.
  13. ↑ ديك، ستيفن ف.؛ بولر، كريستين إي.؛ ستادترمان، لورا ل.؛ كوه، كارولين أ.؛ سلون، إي. ديندي (2006). "قياس مباشر لعدد جزيئات الماء المرتبطة بالميثان". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 128 (2): 414-415 . Bibcode : 2006JAChS.128..414D . doi : 10.1021/ja055283f . PMID 16402820 . ملاحظة: يُطلق على الرقم 20 اسم الرقم السحري، وهو يساوي الرقم الموجود لكمية جزيئات الماء المحيطة بأيون الهيدرونيوم .
  14. ↑ غوغنهايم، إس؛ كوستر فان غروس، إيه إف (2003). "طور جديد من هيدرات الغاز: تخليق واستقرار هيدرات الميثان الطينية المتداخلة". الجيولوجيا . 31 (7): 653-656 . Bibcode : 2003Geo....31..653G . doi : 10.1130/0091-7613(2003)031 < 0653:NGPSAS > 2.0.CO ; 2 .
  15. ↑ رانييري، أومبرتولوكا؛ كوزا، مايكل ماريك؛ كوهس، فيرنر ف.؛ كلوتز، ستيفان؛ فالنتي، أندريه؛ جيليه، فيليب؛ بوف، ليفيا إي. (20 أكتوبر 2017). "انتشار سريع للميثان عند سطح التماس بين بنيتين من الكلاثرات" . نيتشر كوميونيكيشنز . 8 (1): 1076. Bibcode : 2017NatCo...8.1076R . doi : 10.1038/ s41467-017-01167-2 . PMC 5651847. PMID 29051530 .  
  16. ↑ لوفيداي، جيه إس؛ نيلمز، آر جيه؛ غوثري، إم؛ بيلمونتي، إس إيه؛ ألان، دي آر؛ كلوغ، دي دي؛ تسيه، جيه إس؛ هاندا، واي بي (2001). "هيدرات الميثان المستقرة فوق 2 جيجا باسكال ومصدر الميثان الجوي لتيتان". مجلة نيتشر . 410 (6829): 661-663 . doi : 10.1038/35070513 .
  17. ↑ شاك، سفيان؛ رانييري، أومبرتولوكا؛ ديبونت، فيليب؛ غال، ريتشارد؛ كوهس، فيرنر ف.؛ جيليه، فيليب؛ فينوتشي، فابيو؛ بوف، ليفيا إي. (13 أغسطس 2019). "ملاحظة جليد سداسي مملوء بالميثان مستقر حتى 150 جيجا باسكال". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 116 (33): 16204-16209 . doi : 10.1073/pnas.1904911116 .
  18. ↑ فانيست، م.؛ دي باتيست، م.؛ غولمشتوك، أ.؛ كريمليف، أ.؛ فيرستيج، و.؛ وآخرون . (2001). "دراسة زلزالية متعددة الترددات للرواسب الحاملة لهيدرات الغاز في بحيرة بايكال، سيبيريا" . الجيولوجيا البحرية . 172 ( 1-2 ): 1-21 . Bibcode : 2001MGeol.172....1V . doi : 10.1016/S0025-3227(00)00117-1 . 
  19. 1 2 3 كفينفولدن، ك. (1995). "مراجعة للكيمياء الجيولوجية للميثان في هيدرات الغاز الطبيعي" (ملف PDF) . الكيمياء الجيولوجية العضوية . 23 ( 11-12 ): 997-1008 . Bibcode : 1995OrGeo..23..997K . doi : 10.1016/0146-6380(96)00002-2 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 28 ديسمبر 2014. تم الاسترجاع في 28 ديسمبر 2014 .
  20. ↑ ميشرا، سي كيه؛ ديوانجان، بي؛ موخوبادياي، آر؛ بانيرجي، دي (أغسطس 2021). "متاح على الإنترنت في 7 مايو 2021 1875-5100/© 2021 Elsevier BV جميع الحقوق محفوظة. نمذجة السرعة وتحليل الخصائص لفهم هيدرات الغاز ونظام الغاز الحر في حوض مانار، الهند" . مجلة علوم وهندسة الغاز الطبيعي . 92 104007. doi : 10.1016/j.jngse.2021.104007 . S2CID 235544441 . 
  21. ↑ سلون، إي. ديندي (2008). هيدرات الكلاثرات للغازات الطبيعية . كارولين أ. كوه ( الطبعة الثالثة). بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي. رقم ISBN  978-1-4200-0849-4. OCLC 85830708 . 
  22. ↑ ميشرا، سي كيه؛ ديوانجان، بي؛ سريرام، جي؛ كومار، إيه؛ داكارا، جي (2020). "التوزيع المكاني لرواسب هيدرات الغاز في حوض كريشنا-جودافاري البحري، خليج البنغال" . الجيولوجيا البحرية والبترولية . 112 104037. Bibcode : 2020MarPG.11204037M . doi : 10.1016/j.marpetgeo.2019.104037 .
  23. ↑ كفينفولدن، ك.أ. (1993). "هيدرات الغاز - منظور جيولوجي وتغير عالمي". مراجعات الجيوفيزياء . 31 (2): 173-187 . Bibcode : 1993RvGeo..31..173K . doi : 10.1029/93RG00268 .
  24. ↑ روبيل، كارولين، هيدرات الميثان ومستقبل الغاز الطبيعي (ملف PDF) ، مشروع هيدرات الغاز، وودز هول، ماساتشوستس: هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 6 نوفمبر 2015 ، تم استرجاعه في 28 ديسمبر 2014
  25. 1 2 ديكنز، جي آر؛ بول، سي كيه؛ والاس، بي (1997). "القياس المباشر لكميات الميثان في الموقع في خزان كبير من هيدرات الغاز" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 385 (6615): 426-428 . Bibcode : 1997Natur.385..426D . doi : 10.1038/385426a0 . hdl : 2027.42/62828 . S2CID 4237868 . 
  26. ↑ ليزلي ر. ساوتر. "لمحة عن الهامش القاري لجنوب شرق الولايات المتحدة" . مستكشف المحيطات التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يناير 2015 .
  27. ↑ Kvenvolden، 1998 (مرجع غير مكتمل)
  28. ^ سنايدر، جلين تي. ماتسوموتو، ريو؛ سوزوكي، يوهي. كودوكا، ماريكو؛ كاكيزاكي، يوشيهيرو؛ تشانغ، نايزونغ؛ تومارو، هيتوشي؛ سانو، يوجي؛ تاكاهاتا، ناوتو؛ تاناكا، كينتارو؛ بودين ، ستيفن أ. (2020-02-05). "أدلة في بحر اليابان على تمعدن الميكرودولوميت داخل الميكروبات الحيوية لهيدرات الغاز" . التقارير العلمية . 10 (1): 1876. بيب كود : 2020NatSR..10.1876S . دوى : 10.1038/s41598-020-58723-y . ISSN 2045-2322 . بمك 7002378 . بميد 32024862 .   
  29. ↑ Kvenvolden، 1993 (مرجع غير مكتمل)
  30. ↑ ديكنز 1995 (مرجع غير مكتمل)
  31. ^ سنايدر، جلين تي. سانو، يوجي؛ تاكاهاتا، ناوتو؛ ماتسوموتو، ريو؛ كاكيزاكي، يوشيهيرو؛ تومارو ، هيتوشي (2020-03-05). "تلعب السوائل المنصهرة دورًا في تطوير مداخن الغاز النشطة وهيدرات الغاز الضخمة في بحر اليابان" . الجيولوجيا الكيميائية . 535 119462. بيب كود : 2020ChGeo.53519462S . دوى : 10.1016/j.chemgeo.2020.119462 . ISSN 0009-2541 . 
  32. ↑ ماتسوموتو، ر. (1995). "أسباب شذوذ δ 13 C للكربونات ونموذج جديد "فرضية هيدرات الغاز"" . J. Geol. Soc. Japan . 101 (11): 902– 924. doi : 10.5575/geosoc.101.902 .
  33. ↑ ماتسوموتو، ر.؛ واتانابي، ي.؛ ساتوه، م.؛ أوكادا، هـ.؛ هيروكي، ي.؛ كاواساكي، م. (1996). "توزيع ووجود هيدرات الغاز البحرية - نتائج أولية لرحلة الحفر 164 في برنامج الحفر في أعماق البحار: حفر بليك ريدج" . مجلة الجمعية الجيولوجية اليابانية . 102 (11). الفريق العلمي على متن السفينة لرحلة الحفر 164 في برنامج الحفر في أعماق البحار: 932-944 . doi : 10.5575/geosoc.102.932 .
  34. ↑ "الكلاثرات - مكونات غير معروفة لدورة الكربون العالمية" . Ethomas.web.wesleyan.edu. 13 أبريل 2000. تاريخ الاسترجاع: 14 مارس 2013 .
  35. ↑ "قد تكون قباب الميثان المتجمد علامات تحذيرية لانفجارات جديدة" . Phys.org. 2017.
  36. 1 2 3 4 5 6 ميلكوف، أ. ف. (2004). "تقديرات عالمية للغاز المرتبط بالهيدرات في الرواسب البحرية: ما هي الكمية الموجودة فعلاً؟". مراجعات علوم الأرض . 66 ( 3-4 ): 183-197 . Bibcode : 2004ESRv...66..183M . doi : 10.1016/j.earscirev.2003.11.002 .
  37. ↑ تروفيموك، أ.أ.؛ تشيرسكي، ن.ف.؛ تساريف، ف.ب. (1973). "[تراكم الغازات الطبيعية في مناطق الهيدرات - التكوين في الغلاف المائي]". دوكلادي أكاديميي ناوك إس إس إس آر (باللغة الروسية). 212 : 931-934 .
  38. ↑ فريق تقييم الطاقة العالمي التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، 2000. تقييم البترول العالمي لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية لعام 2000 - الوصف والنتائج. سلسلة البيانات الرقمية لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية DDS-60.
  39. ↑ ماكدونالد، جي جي (1990). "دور هيدرات الميثان في المناخات الماضية والمستقبلية". التغير المناخي . 16 (3): 247-281 . Bibcode : 1990ClCh...16..247M . doi : 10.1007/bf00144504 . S2CID 153361540 . 
  40. ↑ بافيت، بروس؛ ديفيد آرتشر (15 نوفمبر 2004). "المخزون العالمي من كلاثرات الميثان: الحساسية للتغيرات في أعماق المحيط" (ملف PDF) . رسائل علوم الأرض والكواكب . 227 ( 3-4 ): 185-199 . Bibcode : 2004E & PSL.227..185B . doi : 10.1016/j.epsl.2004.09.005 . التقدير العالمي المفضل ... 3 × 10^18 غرام ... قد تتجاوز تقديرات المخزون العالمي من كلاثرات الميثان 10 × 10 ^19 غرام من الكربون
  41. ↑ توماس، برودي (31 مارس 2008). "باحثون يستخرجون غاز الميثان من تحت التربة الصقيعية" . خدمات الأخبار الشمالية . مؤرشف من الأصل في 8 يونيو 2008. تم الاطلاع عليه في 16 يونيو 2008 .
  42. ↑ "هيئة المسح الجيولوجي الكندية، مالك 2002" . الموارد الطبيعية الكندية . 20 ديسمبر 2007. مؤرشف من الأصل في 29 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه في 21 مارس 2013 .
  43. ↑ ماكس، مايكل د.؛ جونسون، آرثر هـ. (2016-01-01). "الخصائص الاقتصادية لهيدرات الغاز الطبيعي في المياه العميقة". استكشاف وإنتاج هيدرات الغاز الطبيعي في المحيطات . دار نشر سبرينغر الدولية. ص 39-73 . doi : 10.1007/978-3-319-43385-1_2 . ISBN  978-3-319-43384-4. S2CID 133178393 . 
  44. ↑ مان، تشارلز سي. (أبريل 2013). "ماذا لو لم ينفد النفط أبدًا؟" . مجلة أتلانتيك الشهرية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2013 .
  45. ↑ «اتفاقيات لتعزيز العلاقات الثنائية» . Chinadaily.com.cn. 2006-08-25 . تاريخ الاطلاع: 2013-03-14 .
  46. ^ "Norske forskere bak energirevolusjon، VB nett، باللغة النرويجية" . Vg.no. مايو 2007 . تم الاسترجاع 2013/03/14 .
  47. ↑ «برنامج البحث والتطوير الوطني لهيدرات الميثان، مشاريع هيدرات الميثان التابعة لوزارة الطاقة/المختبر الوطني لتكنولوجيا الطاقة» . Netl.doe.gov. ١٩ فبراير ٢٠١٣. مؤرشف من الأصل بتاريخ ١٧ أغسطس ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٤ مارس ٢٠١٣ .
  48. 1 2 3 "اليابان تستخرج الغاز من هيدرات الميثان في سابقة عالمية" . بي بي سي. 12 مارس 2013. تم الاطلاع عليه في 13 مارس 2013 .
  49. 1 2 3 4 5 6 هيروكو تابوتشي (12 مارس 2013). "انقلاب طاقة لليابان: 'جليد قابل للاشتعال'"" . نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 مارس 2013. "
  50. ↑ "الصين تدّعي تحقيق اختراق في مجال "الجليد القابل للاشتعال"" . بي بي سي نيوز . 2017-05-19.
  51. ↑ «الصين واليابان تجدان طريقة لاستخراج "الجليد القابل للاحتراق" من قاع البحر، مستغلتين بذلك وقودًا أحفوريًا متجمدًا أسطوريًا» . 19 مايو 2017.
  52. ↑ الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ
  53. ↑ هاوسمان، ساندي (31 مايو 2018). "النار والجليد: الوقود الأحفوري غير المستغل الذي قد ينقذ مناخنا أو يدمره" . DW.COM . تاريخ الاسترجاع: 14 سبتمبر 2019 .
  54. ↑:0خطأ في الاستشهاد: تم استدعاء المرجع المسمى ولكن لم يتم تعريفه مطلقًا (انظر صفحة المساعدة ).
  55. وانغ ، تشيوان؛ صن باوجيانغ (2009). "سلوك التدفق الحلقي متعدد الأطوار أثناء الحفر في المياه العميقة وتأثير تحول طور الهيدرات" . علوم البترول . 6 ( 1 ): 57-63 . Bibcode : 2009PetSc ... 6 ... 57W . doi : 10.1007/s12182-009-0010-3 .
  56. 1 2 وينينغ، ديفيد (2010-05-03). "فريق الاستجابة الأمريكي لحوادث التسرب النفطي: خطة لنشر القبة خلال 6-8 أيام" . صحيفة وول ستريت جورنال . داو جونز وشركاه. مؤرشف من الأصل في 6 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 21 مارس 2013 .
  57. ↑ كريسي، دانيال (10 مايو 2010). "القبة العملاقة تفشل في إصلاح كارثة ديب ووتر هورايزون النفطية" . Nature.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2010 .
  58. ↑ شينديل، درو ت.؛ فالوفيجي، جريج؛ كوخ، دوروثي م.؛ شميدت، جافين أ.؛ أونغر، نادين ؛ باور، سوزان إي. (2009). " تحسين إسناد تأثير المناخ إلى الانبعاثات" . مجلة ساينس . 326 (5953): 716-718 . Bibcode : 2009Sci...326..716S . doi : 10.1126/science.1174760 . PMID 19900930. S2CID 30881469 .  
  59. ↑ كينيت، جيمس ب.؛ كانارياتو، كيفن ج.؛ هيندي، إنغريد ل.؛ بهل، ريتشارد ج. (2003). هيدرات الميثان في تغير المناخ الرباعي: فرضية مدفع الكلاثرات . واشنطن العاصمة: الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي . doi : 10.1029/054SP . ISBN 978-0-87590-296-8.
  60. ↑ آرتشر، د.؛ بافيت، ب. (2005). "الاستجابة الزمنية لخزان الكلاثرات المحيطي العالمي للتأثيرات المناخية والبشرية" (ملف PDF) . الجيوكيمياء، الجيوفيزياء، الجيولوجيا . 6 (3): Q03002. Bibcode : 2005GGG.....6.3002A . doi : 10.1029/2004GC000854 .
  61. 1 2 آرتشر، د. (2007). "استقرار هيدرات الميثان وتغير المناخ الناتج عن الأنشطة البشرية" (ملف PDF) . علوم الأرض الحيوية . 4 (4): 521-544 . Bibcode : 2007BGeo....4..521A . doi : 10.5194/bg-4-521-2007 .انظر أيضًا ملخص المدونة. مؤرشف بتاريخ 15-04-2007 في Wayback Machine .
  62. ↑ جونغ، دونغ جو؛ روبيل، كارولين؛ ساوثون، جون؛ ويبر، توماس س.؛ كيسلر، جون د. (17 أكتوبر 2022). "انبعاث ضئيل للميثان في الغلاف الجوي من تحلل الهيدرات في محيطات خطوط العرض المتوسطة". مجلة نيتشر للعلوم الجيولوجية . 15 (11): 885-891 . Bibcode : 2022NatGe..15..885J . doi : 10.1038/s41561-022-01044-8 . S2CID 252976580 . 
  63. ↑ "غاز الميثان المحيطي القديم لا يشكل تهديدًا مباشرًا لتغير المناخ" . Phys.org . ١٨ أكتوبر ٢٠٢٢. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٦ يوليو ٢٠٢٣ .
  64. ↑ كوربين، زوي (7 ديسمبر 2012). "قد يكون الغاز الدفيء المحتجز في بحر القطب الشمالي بمثابة "مؤشر مناخي"" . Nature . doi : 10.1038/nature.2012.11988 . S2CID 130678063 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أبريل 2014 . 
  65. ↑ شاخوفا، ن.؛ سيميلتوف، إ.؛ بانتيليف، ج. (2005). "توزيع الميثان على الجروف القارية في القطب الشمالي السيبيري: دلالات على دورة الميثان البحرية" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 32 (9): L09601. Bibcode : 2005GeoRL..32.9601S . doi : 10.1029/2005GL022751 .
  66. ↑ "انبعاث غاز الميثان في القطب الشمالي على الجرف القاري الشرقي لسيبيريا الجزء 1 - الخلفية" . SkepticalScience . 2012.
  67. ↑ "التفاعلات بين المناخ والهيدرات" . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . 14 يناير 2013.
  68. ↑ شاخوفا، ناتاليا؛ سيميلتوف، إيغور (30 نوفمبر 2010). "انبعاث غاز الميثان من الجرف القاري القطبي الشرقي لسيبيريا وإمكانية حدوث تغير مناخي مفاجئ" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أبريل 2014 .
  69. ١ ٢ "غاز الميثان المتصاعد من قاع البحر يُشكّل تلالاً تحت الماء" (بيان صحفي). معهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء المائية . ٥ فبراير ٢٠٠٧. مؤرشف من الأصل في ١١ أكتوبر ٢٠٠٨.
  70. ↑ شاخوفا، ن.؛ سيميلتوف، إ.؛ ساليوك، أ.؛ كوسماش، د. (2008). "شذوذات الميثان في الغلاف الجوي فوق الجرف القاري لشرق سيبيريا: هل ثمة أي دليل على تسرب الميثان من هيدرات الجرف الضحلة؟" (ملف PDF) . ملخصات البحوث الجيوفيزيائية . 10 : 01526. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 22-12-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-09-2008 .
  71. ↑ مراسيك، فولكر (17 أبريل 2008). "مخزن للغازات الدفيئة يُفتح في سيبيريا" . شبيغل إنترناشونال أونلاين . قدّر العلماء الروس ما قد يحدث عند ذوبان طبقة التربة الصقيعية السيبيرية بالكامل وتسرب جميع الغازات المخزنة. ويعتقدون أن محتوى الميثان في الغلاف الجوي للكوكب سيزداد اثني عشر ضعفًا.
  72. ↑ برويس، بول (17 سبتمبر 2008). "التأثيرات: على عتبة التغيرات المناخية المفاجئة" . مختبر لورانس بيركلي الوطني.
  73. ↑ CCSP وآخرون (2008). التغير المناخي المفاجئ. تقرير صادر عن برنامج علوم تغير المناخ الأمريكي واللجنة الفرعية لأبحاث التغير العالمي . كلارك. ريستون، فرجينيا: هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 مايو 2013. 
  74. ↑ أتسوكي أوباتا؛ كييوتاكا شيباتا (20 يونيو 2012). "تضرر الغلاف الحيوي الأرضي نتيجة الاحترار الشديد بسبب الزيادة السريعة في غاز الميثان الجوي بمقدار 1000 ضعف: تقدير باستخدام نموذج دورة الكربون المناخية" . مجلة المناخ . 25 (24): 8524-8541 . Bibcode : 2012JCli...25.8524O . doi : 10.1175/JCLI-D-11-00533.1 .
  75. ↑ سيرجينكو، في. آي. وآخرون (سبتمبر 2012). "تدهور التربة الصقيعية تحت سطح البحر وتدمير الهيدرات على الجرف القاري لبحار القطب الشمالي الشرقي كسبب محتمل لـ"كارثة الميثان": بعض نتائج الدراسات المتكاملة في عام 2011" (ملف PDF) . دوكلادي علوم الأرض . 446 (1): 1132-1137 . رمز Bibcode : 2012DokES.446.1132S . doi : 10.1134/S1028334X12080144 . ISSN 1028-334X . S2CID 129638485 .   
  76. ↑ فرامبوس، بي جيه؛ هورنباخ، إم جيه (24 ديسمبر 2012). "التغيرات الأخيرة في تيار الخليج تُسبب عدم استقرار واسع النطاق لهيدرات الغاز". مجلة نيتشر . 490 (7421): 527-530 . doi : 10.1038/nature.2012.11652 . PMID 23099408. S2CID 131370518 .  
  77. ↑ "بيل ماكغواير: تشير النماذج إلى زيادة في النشاط البركاني مع ذوبان الغطاء الجليدي" . ClimateState.com . 2014.
  78. 1 2 بوغليني، ماتيو؛ بروفكين، فيكتور؛ رينييه، بيير؛ أرندت، ساندرا (26 يونيو 2020). "تقييم إمكانية هروب غاز الميثان غير المضطرب من الجرف القاري القطبي الشرقي لسيبيريا" . علوم الأرض الحيوية . 17 (12): 3247-3275 . Bibcode : 2020BGeo...17.3247P . doi : 10.5194/bg-17-3247-2020 . hdl : 21.11116/0000-0003-FC9E-0 . S2CID 198415071 . 
  79. ↑ شاخوفا، ن.؛ سيميلتوف، إ.؛ ساليوك، أ.؛ كوسماش، د.؛ بيلتشيفا، ن. (2007). "انبعاث غاز الميثان على الجرف القاري لشرق سيبيريا في القطب الشمالي" (ملف PDF) . ملخصات البحوث الجيوفيزيائية . 9 : 01071.
  80. ↑ كونور، ستيف (23 سبتمبر 2008). "حصري: قنبلة الميثان الموقوتة" . صحيفة الإندبندنت . تاريخ الاسترجاع: 3 أكتوبر 2008 .
  81. ↑ كونور، ستيف (25 سبتمبر 2008). "اكتشاف مئات من أعمدة الميثان" . صحيفة الإندبندنت . تاريخ الاسترجاع: 3 أكتوبر 2008 .
  82. ↑ ترجمة لمدخل المدونة بواسطة أورجان جوستافسون، قائد أبحاث الرحلات الاستكشافية ، 2 سبتمبر 2008
  83. ↑ شاخوفا، ناتاليا؛ سيميلتوف، إيغور؛ ليفر، إيرا؛ سيرجينكو، فالنتين؛ ساليوك، أناتولي؛ كوسماش، دينيس؛ تشيرنيخ، دينيس؛ ستوبس، كريس؛ نيكولسكي، ديمتري؛ تومسكوي، فلاديمير؛ غوستافسون، أورجان (24 نوفمبر 2013). "انبعاث غاز الميثان الناتج عن الغليان والعواصف من الجرف القاري القطبي الشرقي لسيبيريا" . مجلة نيتشر . 7 (1): 64-70 . Bibcode : 2014NatGe...7...64S . doi : 10.1038/ngeo2007 .
  84. ↑ ثورنتون، بريت ف.؛ برايثيرش، جون؛ أندرسون، كريستيان؛ بروكس، إيان م.؛ سالزبوري، دومينيك؛ تيرنستروم، مايكل؛ كريل، باتريك م. (29 يناير 2020). "ملاحظات التباين الدوامي المحمولة على متن السفن لتدفقات الميثان تحد من انبعاثات بحر القطب الشمالي" . مجلة ساينس أدفانسز . 6 (5) eaay7934. Bibcode : 2020SciA....6.7934T . doi : 10.1126/sciadv.aay7934 . PMC 6989137. PMID 32064354 .  
  85. ↑ هونغ، وي-لي؛ توريس، مارتا إي؛ كارول، جولين؛ كريميير، أنطوان؛ بانييري، جوليانا؛ ياو، هاوي؛ سيروف، بافيل (2017). "تسرب الغاز من خزان هيدرات الغاز البحري الضحل في القطب الشمالي لا يتأثر بالاحترار اللحظي للمحيط" . مجلة نيتشر كوميونيكيشنز . 8 (1) 15745. رمز Bibcode : 2017NatCo...815745H . doi : 10.1038/ncomms15745 . ISSN 2041-1723 . PMC 5477557. PMID 28589962 .   
  86. ↑ CAGE (23 أغسطس 2017). "دراسة تجد أن فرضية بندقية الهيدرات غير مرجحة" . Phys.org.
  87. والمان وآخرون (2018). "تفكك هيدرات الغاز قبالة سفالبارد ناتج عن الارتداد المتساوي الضغط بدلاً من الاحتباس الحراري" . نيتشر كوميونيكيشنز . 9 ( 1 ) 83. Bibcode : 2018NatCo...9...83W . doi : 10.1038/ s41467-017-02550-9 . PMC 5758787. PMID 29311564 .   
  88. ↑ ماو، س.؛ رومر، م.؛ توريس، م.إ.؛ بوسمان، إ.؛ باب، ت.؛ دام، إ.؛ جيبراغس، ب.؛ وينترستيلر، ب.؛ هسو، س.-و.؛ لوهر، م.؛ بورمان، ج. (23 فبراير 2017). " تسرب واسع النطاق للميثان على طول الهامش القاري قبالة سفالبارد - من بيورنويا إلى كونغسفيوردن" . التقارير العلمية . 7 42997. Bibcode : 2017NatSR...742997M . doi : 10.1038/srep42997 . PMC 5322355. PMID 28230189. S2CID 23568012 .   
  89. ↑ سيلياكوفا، آنا؛ جانسون، بار؛ سيروف، بافيل؛ فيري، بينيديكت؛ بافلوف، أليكسي ك.؛ هاترمان، توري؛ غريفز، كارولين أ.؛ بلات، ستيفن م.؛ لوند ميره، كاثرين؛ غروندغر، فريدريكه؛ نيمان، هيلج (1 فبراير 2020). "الضوابط الفيزيائية لديناميكيات انبعاث غاز الميثان من منطقة تسرب ضحلة غرب سفالبارد" . أبحاث الجرف القاري . 194 104030. Bibcode : 2020CSR...19404030S . doi : 10.1016/j.csr.2019.104030 . hdl : 10037/16975 . S2CID 214097236 . 
  90. ↑ بولمان، جون دبليو؛ غرينرت، ينس؛ روبيل، كارولين؛ سيلياكوفا، آنا؛ فيلشتات، ليزا؛ كاسو، مايكل؛ مينيرت، يورغن؛ بونز، ستيفان (1 فبراير 2020). "زيادة امتصاص ثاني أكسيد الكربون في حقل تسرب ضحل في المحيط المتجمد الشمالي تفوق التأثير الإيجابي لانبعاثات الميثان على الاحتباس الحراري" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 114 (21): 5355-5360 . doi : 10.1073/pnas.1618926114 . PMC 5448205. PMID 28484018 .  
  91. ↑ شيلنهوبر، هانز يواكيم؛ وينكلمان، ريكاردا؛ شيفر، مارتن؛ لادي، ستيفن جيه؛ فيتزر، إنجو؛ دونجيس، جوناثان إف؛ كروكسيفيكس، ميشيل؛ كورنيل، سارة إي؛ بارنوسكي، أنتوني دي. (2018). "مسارات نظام الأرض في الأنثروبوسين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 115 (33): 8252-8259 . Bibcode : 2018PNAS..115.8252S . doi : 10.1073/pnas.1810141115 . ISSN 0027-8424 . PMC 6099852. PMID 30082409 .   
  92. 1 2 فوكس-كيمبر، ب.؛ هيويت، هـ . ت.؛ شياو، س.؛ أدالغيرسدوتير، ج.؛ دريفهاوت، س. س.؛ إدواردز، ت. ل.؛ غوليدج، ن. ر.؛ هيمر، م.؛ كوب، ر. إ.؛ كرينر، ج.؛ ميكس، أ. (2021). ماسون-ديلموت، ف.؛ تشاي، ب.؛ بيراني، أ.؛ كونورز، س. ل.؛ بيان، س.؛ بيرغر، س.؛ كود، ن.؛ تشين، ي.؛ غولدفراب، ل. (محررون). "الفصل 5: الكربون العالمي ودورات وتفاعلات بيوجيوكيميائية أخرى" (ملف PDF) . تغير المناخ 2021: الأسس العلمية الفيزيائية. مساهمة الفريق العامل الأول في التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ . مطبعة جامعة كامبريدج، كامبريدج، المملكة المتحدة ونيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: 5. doi : 10.1017/9781009157896.011 .
  93. ↑ موسكفيتش، كاتيا (2014). " فوهة سيبيرية غامضة تُعزى إلى غاز الميثان" . مجلة نيتشر . doi : 10.1038/nature.2014.15649 . S2CID 131534214. مؤرشف من الأصل بتاريخ 19 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 أغسطس 2014 . 
  94. ↑ أرمسترونغ مكاي، ديفيد؛ أبرامز، جيسي؛ وينكلمان، ريكاردا؛ ساكشيفسكي، بوريس؛ لورياني، سينا؛ فيتزر، إنجو؛ كورنيل، سارة؛ روكستروم، يوهان؛ ستال، آري؛ لينتون، تيموثي (9 سبتمبر 2022). "تجاوز الاحتباس الحراري العالمي 1.5 درجة مئوية قد يؤدي إلى نقاط تحول مناخية متعددة" . مجلة ساينس . 377 (6611) eabn7950. doi : 10.1126/science.abn7950 . hdl : 10871/131584 . ISSN 0036-8075 . PMID 36074831. S2CID 252161375 .   
  95. ↑ أرمسترونغ مكاي، ديفيد (9 سبتمبر 2022). "تجاوز الاحتباس الحراري العالمي 1.5 درجة مئوية قد يؤدي إلى نقاط تحول مناخية متعددة - شرح الورقة البحثية" . climatetippingpoints.info . تم ​​الاطلاع عليه في 2 أكتوبر 2022 .
  96. ^ فيلوسوامي، هاري براكاش. وونغ، أليسون جيا هوي؛ بابو، بونيفالافان؛ كومار، راجنيش. كولبراثيبانجا، سانتي؛ رانجسونفيجيت، براموتش؛ لينجا ، برافين (2016). “التكوين السريع لهيدرات الميثان لتطوير نظام تخزين طاقة واسع النطاق فعال من حيث التكلفة”. مجلة الهندسة الكيميائية . 290 : 161– 173. بيب كود : 2016ChEnJ.290..161V . دوى : 10.1016/j.cej.2016.01.026 .
  97. ↑ فيلوسوامي، هاري براكاش؛ كومار، أشيش؛ سيو، يوتايك؛ لي، جو دونغ؛ لينغا، برافين (2018). "مراجعة لتقنية الغاز الطبيعي المُصلَّب (SNG) لتخزين الغاز عبر هيدرات الكلاثرات". الطاقة التطبيقية . 216 : 262-285 . Bibcode : 2018ApEn..216..262V . doi : 10.1016/j.apenergy.2018.02.059 .
  98. ↑ كومار، أشيش؛ فيلوسوامي، هاري براكاش؛ لينغا، برافين؛ كومار، راجنيش (2019). "دراسات على المستوى الجزيئي وتحليل استقرار هيدرات الميثان-تتراهيدروفوران المختلطة: تطبيقات في تخزين الطاقة". مجلة الوقود . 236 : 1505-1511 . Bibcode : 2019Fuel..236.1505K . doi : 10.1016/j.fuel.2018.09.126 . S2CID 104937420 . 
  99. ↑ كومار، أشيش؛ فيلوسوامي، هاري براكاش؛ كومار، راجنيش؛ لينجا، برافين (2019). "الاستخدام المباشر لمياه البحر للتخزين السريع للميثان عبر هيدرات الكلاثرات (SII)". الطاقة التطبيقية . 235 : 21-30 . Bibcode : 2019ApEn..235...21K . doi : 10.1016/j.apenergy.2018.10.085 . S2CID 106395586 . 

بحث

فيديو