Водород признан новым топливом для «чистой» энергетики, способствующей снижению выбросов парниковых газов. Промышленность давно интересуется водородными двигателями, но не все методы производства экологичны. Поиск газа в земной коре кажется привлекательным, но где располагаются богатые месторождения? Ученые из ЕС и США нашли ответ с помощью моделирования масштабных тектонических процессов.
В природе водород Образование происходит различными путями. К примеру, во время разложения органических веществ или расщепления молекул воды под воздействием распада радиоактивных элементов в земной коре.
Потоки природного H… 2 Во множестве точек земного шара зафиксировано использование водорода. В Мали реализуются тестовые проекты, применяющие водород из небольшого естественного запаса в отложениях пород.
Учёные под руководством Франка Звана из Центра наук о Земле Геймгольца GFZ (Германия) создали способ поиска месторождений водорода, основанный на моделировании тектоники плит. По их данным, потенциальные «горячие точки» для образования газа находятся в горных системах, где магма поднимается к поверхности. Результаты этой работы. опубликованы в журнале Science Advances.
Большие объемы H2 Образование происходит при контакте пород мантии с водой в определенном температурном диапазоне. Растворы вызывают замещение одних минералов другими — из группы серпентина. Отсюда и название процесса: серпентинизация. В процессе выделяется водород, который может накапливаться в пластах-ловушках.
Серпентинизация требует подъёма вещества из мантии к поверхности из-за наличия воды на этом пути. Процесс длится миллионы лет и происходит на Земле в рифтовых зонах — глубоких разломах, раскалывающих сушу, или при закрытии рифта, когда континентальные плиты столкнулись, образовав горные цепи.
Ученые смоделировали все стадии тектоники плит — от разрыва континента и образования океана до его схлопывания и поднятия гор. Проследили, сколько мантийного вещества выходит к поверхности под горными цепями и когда эти породы могут контактировать с водой при температурах, благоприятных для серпентинизации.
Моделирование показало, что оптимальные условия формируются при поднятии горных хребтов, а не закладке рифтов. В таких условиях температура более низкая — 200-350 градусов Цельсия, а объемы воды циркулируют вдоль крупных разломов.
Авторы полагают, что го́рнЫе хребты в год вырабатывают двадцать раз больше водорода, чем рифтовые массивы. Там есть подходящие породы-резервуары, например, песчаники. В рифтовых бассейнах во время серпентинизации их, вероятно, нет. Это подтверждают выходы природного водорода. 2 В французских Пиренеях зафиксировано повышенное содержание газа. Подобная ситуация наблюдается и в Западных Альпах. На Кавказе ранее пробуренная скважина обеспечивала газом несколько месяцев. Все эти места находятся западнее зоны альпийской складчатости, которую авторы считают наиболее перспективной для поиска водорода.