Computermodel løser mysteriet om, hvordan gasbobler bygger store metanhydrataflejringer

Washington, DC— Forskere har længe undret sig over, hvordan naturen opbygger de store forekomster af metanhydrat, der findes under havbunden og dybt inde i arktisk permafrost. Metanhydrat er et fast, islignende materiale sammensat af vandmolekyler, der fanger molekyler af metan, den primære komponent i naturgas. Store forekomster af metanhydrat er potentielle mål for fremtidig energiproduktion, men de grundlæggende processer, der danner dem, er dårligt forstået.

Et team af forskere ledet af Department of Energy's Los Alamos National Laboratory og inklusive forskere fra University of California, Davis og University of Oklahoma har udviklet en computermodel, der simulerer processen med methanhydratdannelse og dissociation i marine sedimenter og permafrost. Forskerne brugte modellen til at undersøge virkningerne af forskellige miljøforhold på methanhydratdannelse, såsom temperatur, tryk og tilgængeligheden af ​​metan og vand.

Modelresultaterne tyder på, at store aflejringer af metanhydrat kan dannes, når metanrige væsker migrerer opad gennem marine sedimenter eller permafrost og støder på zoner, hvor temperaturen og trykket er gunstige for hydratdannelse. Væskerne afkøles, når de stiger, hvilket får metanen til at blive mindre opløselig i vand. Da metanen bliver mindre opløselig, danner den bobler, der stiger gennem sedimentet eller permafrosten. Når disse bobler når en zone, hvor temperaturen og trykket er højt nok, smelter de sammen og danner hydratkrystaller.

Forskerne fandt ud af, at størrelsen af ​​hydrataflejringerne er styret af den hastighed, hvormed metanrige væsker migrerer gennem sedimentet eller permafrosten. Hvis væskerne migrerer for langsomt, vil metanen nå at opløses tilbage i vandet, før den når den zone, hvor der kan dannes hydrat. Hvis væskerne migrerer for hurtigt, vil boblerne være for små til at smelte sammen og danne hydratkrystaller.

Modellens resultater giver ny indsigt i de processer, der danner store forekomster af metanhydrat og kan hjælpe forskere med at identificere potentielle mål for fremtidig energiproduktion.

Forskningen er beskrevet i et papir offentliggjort i tidsskriftet _Geophysical Research Letters_ og blev finansieret af Department of Energy's Office of Basic Energy Sciences.

Los Alamos National Laboratory, en multidisciplinær forskningsinstitution, der beskæftiger sig med strategisk videnskab på vegne af national sikkerhed, drives af Triad National Security, LLC, for Department of Energy's NNSA.