మీథేన్ హైడ్రేట్: ప్రపంచంలోని అతిపెద్ద సహజ వాయువు వనరు

విషయము

• తదుపరి శక్తి "గేమ్ ఛేంజర్"?
• మీథేన్ హైడ్రేట్ అంటే ఏమిటి?
• మీథేన్ హైడ్రేట్ నిక్షేపాలు ఎక్కడ ఉన్నాయి?
• ఈ రోజు మీథేన్ హైడ్రేట్ ఎక్కడ ఉత్పత్తి అవుతుంది?
• మీథేన్ హైడ్రేట్ ప్రమాదాలు
• అపారమైన సంభావ్యత

మీథేన్ హైడ్రేట్: ఎడమ వైపున మీథేన్ హైడ్రేట్ యొక్క బంతి-మరియు-కర్ర నమూనా, నీటి అణువుల "పంజరం" చుట్టూ ఉన్న కేంద్ర మీథేన్ అణువును చూపిస్తుంది. పెంటనే మరియు ఈథేన్ వంటి ఇతర హైడ్రోకార్బన్ అణువులు ఈ నిర్మాణంలో కేంద్ర స్థానాన్ని ఆక్రమించగలవు. (యునైటెడ్ స్టేట్స్ డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ ఇమేజ్). కుడి వైపున మీథేన్ హైడ్రేట్ మంచు (యునైటెడ్ స్టేట్స్ జియోలాజికల్ సర్వే ఇమేజ్) యొక్క మండుతున్న నమూనా ఉంది.

సమ్మేళనంలో మీథేన్ హైడ్రేట్ "సిమెంట్"?: ఈ ఫోటో మల్లిక్ టెస్ట్ బావిలోని మీథేన్ హైడ్రేట్ జోన్ యొక్క ప్రధాన నమూనాను చూపిస్తుంది. ఇది కెనడాస్ మాకెంజీ నది డెల్టా ప్రాంతంలో శాశ్వత నిక్షేపాలను చొచ్చుకుపోతుంది. కోర్ యొక్క ఈ భాగం మీథేన్ హైడ్రేట్ మంచు ద్వారా కంకరలను "సమ్మేళనం" గా సిమెంట్ చేసినట్లు చూపిస్తుంది. చిత్రాన్ని విస్తరించడానికి క్లిక్ చేయండి.

తదుపరి శక్తి "గేమ్ ఛేంజర్"?

పొట్టు నుండి సహజ వాయువు గ్లోబల్ ఎనర్జీ "గేమ్ ఛేంజర్" గా మారినప్పుడు, చమురు మరియు గ్యాస్ పరిశోధకులు మీథేన్ హైడ్రేట్ నిక్షేపాల నుండి సహజ వాయువును ఉత్పత్తి చేయడానికి కొత్త సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలను అభివృద్ధి చేయడానికి కృషి చేస్తున్నారు. ఈ పరిశోధన చాలా ముఖ్యం ఎందుకంటే మీథేన్ హైడ్రేట్ నిక్షేపాలు ప్రపంచంలోని అన్ని చమురు, సహజ వాయువు మరియు బొగ్గు వనరుల కన్నా పెద్ద హైడ్రోకార్బన్ వనరుగా నమ్ముతారు. ఈ నిక్షేపాలను సమర్థవంతంగా మరియు ఆర్థికంగా అభివృద్ధి చేయగలిగితే, మీథేన్ హైడ్రేట్ తదుపరి ఎనర్జీ గేమ్ ఛేంజర్‌గా మారవచ్చు.

ఆర్కిటిక్ పర్మఫ్రాస్ట్ క్రింద, అంటార్కిటిక్ మంచు క్రింద మరియు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఖండాంతర మార్జిన్లలో అవక్షేప నిక్షేపాలలో అపారమైన మీథేన్ హైడ్రేట్ కనుగొనబడింది. ప్రపంచంలోని కొన్ని ప్రాంతాల్లో ఇవి సహజ వాయు క్షేత్రం కంటే అధిక జనాభా ఉన్న ప్రాంతాలకు చాలా దగ్గరగా ఉంటాయి. ఈ సమీప నిక్షేపాలు ప్రస్తుతం సహజ వాయువును దిగుమతి చేసుకునే దేశాలను స్వయం సమృద్ధిగా మార్చడానికి అనుమతించవచ్చు. ప్రస్తుత వనరు ఈ వనరును జాబితా చేసి, దానిని అభివృద్ధి చేయడానికి సురక్షితమైన, ఆర్థిక మార్గాలను కనుగొనడం.

మీథేన్ హైడ్రేట్ స్టెబిలిటీ చార్ట్: ఈ దశ రేఖాచిత్రం నిలువు అక్షంపై నీటి లోతు (పీడనం) మరియు క్షితిజ సమాంతర అక్షంపై ఉష్ణోగ్రత చూపిస్తుంది. డాష్ చేసిన పంక్తులు నీరు, నీటి మంచు, గ్యాస్ మరియు గ్యాస్ హైడ్రేట్ యొక్క స్థిరత్వ క్షేత్రాలను వేరు చేస్తాయి. "హైడ్రేట్ టు గ్యాస్ ట్రాన్సిషన్" అని పిలువబడే లైన్ ముఖ్యమైనది. మీథేన్ హైడ్రేట్ ఏర్పడటానికి పరిస్థితులు ఈ రేఖకు దిగువన జరుగుతాయి.ఈ రేఖకు పైన మీథేన్ హైడ్రేట్ ఏర్పడదు. ఎరుపు రేఖ ఒక భూఉష్ణస్థితిని గుర్తించింది (ఒక నిర్దిష్ట ప్రదేశంలో లోతుతో ఉష్ణోగ్రత మార్పు). లోతు పెరిగేకొద్దీ, భూఉష్ణస్థితి హైడ్రేట్‌ను గ్యాస్ పరివర్తన రేఖకు ఎలా దాటుతుందో గమనించండి. అవక్షేపాలలో గ్యాస్ హైడ్రేట్ సాధారణంగా ఉచిత వాయువును అధిగమిస్తుందని దీని అర్థం. NOAA తర్వాత గ్రాఫ్ సవరించబడింది.

మీథేన్ హైడ్రేట్ అంటే ఏమిటి?

మీథేన్ హైడ్రేట్ ఒక స్ఫటికాకార ఘనం, ఇది మీథేన్ అణువును కలిగి ఉంటుంది, దీని చుట్టూ ఇంటర్‌లాకింగ్ నీటి అణువుల పంజరం ఉంటుంది (ఈ పేజీ ఎగువన ఉన్న చిత్రాన్ని చూడండి). మీథేన్ హైడ్రేట్ అనేది "మంచు", ఇది సహజంగా ఉపరితల నిక్షేపాలలో మాత్రమే జరుగుతుంది, ఇక్కడ ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడన పరిస్థితులు దాని ఏర్పడటానికి అనుకూలంగా ఉంటాయి. ఈ పరిస్థితులు ఈ పేజీలోని దశ రేఖాచిత్రంలో వివరించబడ్డాయి.

ఈ ఉష్ణోగ్రత / పీడన వాతావరణం నుండి మంచు తొలగించబడితే, అది అస్థిరంగా మారుతుంది. ఈ కారణంగా మీథేన్ హైడ్రేట్ నిక్షేపాలు అధ్యయనం చేయడం కష్టం. ఇతర ఉపరితల పదార్థాల మాదిరిగా వాటిని డ్రిల్లింగ్ చేయలేము మరియు అవి ఉపరితలంపైకి తీసుకువచ్చినప్పుడు, ఒత్తిడి తగ్గుతుంది మరియు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది. దీనివల్ల మంచు కరుగుతుంది మరియు మీథేన్ తప్పించుకుంటుంది.

మీథేన్ హైడ్రేట్ కోసం అనేక ఇతర పేర్లు సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి. వీటిలో: మీథేన్ క్లాథ్రేట్, హైడ్రోమీథేన్, మీథేన్ ఐస్, ఫైర్ ఐస్, నేచురల్ గ్యాస్ హైడ్రేట్ మరియు గ్యాస్ హైడ్రేట్. చాలా మీథేన్ హైడ్రేట్ నిక్షేపాలు ఇతర హైడ్రోకార్బన్ హైడ్రేట్లను కూడా కలిగి ఉంటాయి. వీటిలో ప్రొపేన్ హైడ్రేట్ మరియు ఈథేన్ హైడ్రేట్ ఉన్నాయి.

మీథేన్ హైడ్రేట్ మ్యాప్: ఈ మ్యాప్ సహజ వాయువు హైడ్రేట్ సంభవించే డేటాబేస్ యొక్క USGS గ్లోబల్ జాబితాలోని స్థానాల సాధారణీకరణ వెర్షన్.

గ్యాస్ హైడ్రేట్ మ్యాప్: గ్యాస్ హైడ్రేట్ నిక్షేపాలలో విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడిన వాటిలో ఒకటి బ్లేక్ రిడ్జ్, ఆఫ్షోర్ నార్త్ కరోలినా మరియు దక్షిణ కరోలినా. ఈ డిపాజిట్ నుండి మీథేన్ ఉత్పత్తి చేసే సవాళ్లు అధిక మట్టి పదార్థం మరియు తక్కువ మీథేన్ గా ration త. సంభావ్య సహజ వాయువు మార్కెట్లకు ఖండాంతర మార్జిన్ నిక్షేపాల సామీప్యతకు ఈ పటం ఒక ఉదాహరణ. చిత్రం NOAA.

యుఎస్‌జిఎస్ గ్యాస్ హైడ్రేట్స్ ల్యాబ్: ఈ వీడియో యుఎస్‌జిఎస్ గ్యాస్ హైడ్రేట్స్ ల్యాబ్‌ను సందర్శించినప్పుడు, పరిశోధకులు ధ్రువ మరియు ఖండాంతర మార్జిన్ ప్రాంతాల నుండి సేకరించిన గ్యాస్ హైడ్రేట్ల నమూనాలపై ప్రయోగాలు చేస్తారు. వారు సింథటిక్ గ్యాస్ హైడ్రేట్లను కూడా సృష్టిస్తారు మరియు వాటి రసాయన మరియు భౌతిక లక్షణాలను నిర్ణయించడానికి ప్రయోగాలు చేస్తారు.

మీథేన్ హైడ్రేట్ నిక్షేపాలు ఎక్కడ ఉన్నాయి?

నాలుగు భూమి పరిసరాలలో మీథేన్ హైడ్రేట్ ఏర్పడటానికి మరియు స్థిరత్వానికి అనువైన ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడన పరిస్థితులు ఉన్నాయి. అవి: 1) ఆర్కిటిక్ పర్మఫ్రాస్ట్ క్రింద అవక్షేపం మరియు అవక్షేపణ రాక్ యూనిట్లు; 2) ఖండాంతర మార్జిన్లతో పాటు అవక్షేప నిక్షేపాలు; 3) లోతట్టు సరస్సులు మరియు సముద్రాల లోతైన నీటి అవక్షేపాలు; మరియు, 4) అంటార్కిటిక్ మంచు కింద. . అంటార్కిటిక్ నిక్షేపాలను మినహాయించి, మీథేన్ హైడ్రేట్ చేరడం భూమి ఉపరితలం కంటే చాలా లోతుగా లేదు. చాలా సందర్భాలలో మీథేన్ హైడ్రేట్ అవక్షేప ఉపరితలం నుండి కొన్ని వందల మీటర్లలో ఉంటుంది.

మీథేన్ హైడ్రేట్ డిపాజిట్ నమూనాలు: ఖండాంతర మార్జిన్లలో మరియు పెర్మాఫ్రాస్ట్ కింద మీథేన్ హైడ్రేట్ నిక్షేపాల కోసం డిపాజిట్ నమూనాలు.

ఈ పరిసరాలలో మీథేన్ హైడ్రేట్ అవక్షేపంలో పొరలు, నోడ్యూల్స్ మరియు ఇంటర్‌గ్రాన్యులర్ సిమెంట్‌లుగా సంభవిస్తుంది. నిక్షేపాలు తరచూ చాలా దట్టంగా మరియు పార్శ్వంగా స్థిరంగా ఉంటాయి, అవి సహజ వాయువును దిగువ నుండి పైకి కదిలించే ఒక అగమ్య పొరను సృష్టిస్తాయి.

2008 లో, యునైటెడ్ స్టేట్స్ జియోలాజికల్ సర్వే అలాస్కా నార్త్ స్లోప్ ప్రాంతానికి కనుగొనబడని మొత్తం గ్యాస్ హైడ్రేట్ వనరును అంచనా వేసింది. గ్యాస్ హైడ్రేట్ రూపంలో కనుగొనబడని మొత్తం సహజ వాయువు వనరు 25.2 మరియు 157.8 ట్రిలియన్ క్యూబిక్ అడుగుల మధ్య ఉంటుందని వారు అంచనా వేస్తున్నారు. గ్యాస్ హైడ్రేట్ చేరడం ద్వారా చాలా తక్కువ బావులు తవ్వినందున, అంచనాలు చాలా ఎక్కువ అనిశ్చితిని కలిగి ఉన్నాయి.

యుఎస్‌జిఎస్ గ్యాస్ హైడ్రేట్స్ ల్యాబ్: ఈ వీడియో యుఎస్‌జిఎస్ గ్యాస్ హైడ్రేట్స్ ల్యాబ్‌ను సందర్శించినప్పుడు, పరిశోధకులు ధ్రువ మరియు ఖండాంతర మార్జిన్ ప్రాంతాల నుండి సేకరించిన గ్యాస్ హైడ్రేట్ల నమూనాలపై ప్రయోగాలు చేస్తారు. వారు సింథటిక్ గ్యాస్ హైడ్రేట్లను కూడా సృష్టిస్తారు మరియు వాటి రసాయన మరియు భౌతిక లక్షణాలను నిర్ణయించడానికి ప్రయోగాలు చేస్తారు.

గ్యాస్ హైడ్రేట్ బాగా: అలాస్కా ఉత్తర వాలుపై ఇగ్నిక్ సికుమి # 1 గ్యాస్ హైడ్రేట్ బావి. యుఎస్జిఎస్ గ్యాస్ హైడ్రేట్ రిసోర్స్ అసెస్‌మెంట్, ఉత్తర వాలులో పెర్మాఫ్రాస్ట్ క్రింద చిక్కుకున్న విస్తృతమైన గ్యాస్ హైడ్రేట్ వనరు ఉందని నిర్ధారించారు. డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ ఫోటో.

ఇగ్నిక్ సికుమి: ఈ వీడియో మిమ్మల్ని ఇగ్నిక్ సికుమి గ్యాస్ హైడ్రేట్ ఫీల్డ్ ట్రయల్ సందర్శించినప్పుడు, అలస్కాస్ నార్త్ స్లోప్‌లోని బావి, ఇది శాశ్వత వాయువు నుండి గ్యాస్ హైడ్రేట్ల నుండి సహజ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మీథేన్‌ను కార్బన్ డయాక్సైడ్‌తో భర్తీ చేయడం ద్వారా - గ్యాస్ హైడ్రేట్‌ను కరిగించకుండా విముక్తి కల్పించడం ఇక్కడ చేసిన సాధన.

ఈ రోజు మీథేన్ హైడ్రేట్ ఎక్కడ ఉత్పత్తి అవుతుంది?

ఈ రోజు వరకు గ్యాస్ హైడ్రేట్ నిక్షేపాల నుండి పెద్ద ఎత్తున వాణిజ్య మీథేన్ ఉత్పత్తి జరగలేదు. ఉత్పత్తి అంతా చిన్న తరహాలో లేదా ప్రయోగాత్మకంగా ఉంది.

2012 ప్రారంభంలో, యునైటెడ్ స్టేట్స్ మరియు జపాన్ మధ్య ఉమ్మడి ప్రాజెక్ట్ మీథేన్ హైడ్రేట్ చేరడం లో కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఇంజెక్ట్ చేయడం ద్వారా మీథేన్ యొక్క స్థిరమైన ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేసింది. కార్బన్ డయాక్సైడ్ హైడ్రేట్ నిర్మాణంలో మీథేన్ స్థానంలో మరియు మీథేన్‌ను ఉపరితలంపైకి ప్రవహించేలా విడుదల చేసింది. ఈ పరీక్ష ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ఇది ద్రవీభవన వాయువు హైడ్రేట్‌తో సంబంధం ఉన్న అస్థిరతలు లేకుండా మీథేన్ ఉత్పత్తిని అనుమతించింది.

మొదటి అభివృద్ధికి ఎన్నుకోబడే మీథేన్ హైడ్రేట్ నిక్షేపాలు ఈ క్రింది లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి: 1) హైడ్రేట్ యొక్క అధిక సాంద్రతలు; 2) అధిక పారగమ్యత కలిగిన రిజర్వాయర్ రాళ్ళు; మరియు, 3) ఇప్పటికే ఉన్న మౌలిక సదుపాయాలు ఉన్న ప్రదేశాలు. ఈ లక్షణాలను కలుసుకునే నిక్షేపాలు అలాస్కా ఉత్తర వాలుపై లేదా ఉత్తర రష్యాలో ఉంటాయి.

ఇగ్నిక్ సికుమి: ఈ వీడియో మిమ్మల్ని ఇగ్నిక్ సికుమి గ్యాస్ హైడ్రేట్ ఫీల్డ్ ట్రయల్ సందర్శించినప్పుడు, అలస్కాస్ నార్త్ స్లోప్‌లోని బావి, ఇది శాశ్వత వాయువు నుండి గ్యాస్ హైడ్రేట్ల నుండి సహజ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మీథేన్‌ను కార్బన్ డయాక్సైడ్‌తో భర్తీ చేయడం ద్వారా - గ్యాస్ హైడ్రేట్‌ను కరిగించకుండా విముక్తి కల్పించడం ఇక్కడ చేసిన సాధన.

గ్యాస్ హైడ్రేట్ ద్రవీభవన: హైడ్రేట్-బేరింగ్ అవక్షేపాల ద్వారా చమురు బావులను తవ్వినప్పుడు, స్తంభింపచేసిన హైడ్రేట్ జోన్ గుండా చమురు యొక్క వెచ్చని ఉష్ణోగ్రత కరుగుతుంది. ఇది బాగా విఫలమవుతుంది. స్తంభింపచేసిన హైడ్రేట్ అవుట్‌క్రాప్‌లపై నడుస్తున్న వెచ్చని పైప్‌లైన్‌లు కూడా ప్రమాదమే. USGS చిత్రం.

మీథేన్ హైడ్రేట్ ప్రమాదాలు

మీథేన్ హైడ్రేట్లు సున్నితమైన అవక్షేపాలు. ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల లేదా ఒత్తిడి తగ్గడంతో అవి వేగంగా విడదీయగలవు. ఈ విచ్ఛేదనం ఉచిత మీథేన్ మరియు నీటిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఘన అవక్షేపాన్ని ద్రవాలు మరియు వాయువులుగా మార్చడం మద్దతు మరియు కోత బలాన్ని కోల్పోతుంది. ఇవి జలాంతర్గామి తిరోగమనం, కొండచరియలు లేదా ఉత్పత్తి పరికరాలు మరియు పైప్‌లైన్లను దెబ్బతీసే ఉపద్రవానికి కారణమవుతాయి.

మీథేన్ శక్తివంతమైన గ్రీన్హౌస్ వాయువు. వెచ్చని ఆర్కిటిక్ ఉష్ణోగ్రతలు పెర్మాఫ్రాస్ట్ కంటే తక్కువ గ్యాస్ హైడ్రేట్లను కరిగించవచ్చు. మహాసముద్రాలు వేడెక్కడం వల్ల అవక్షేప-నీటి ఇంటర్‌ఫేస్ దగ్గర గ్యాస్ హైడ్రేట్లు క్రమంగా కరుగుతాయి. అనేక వార్తా నివేదికలు దీనిని సంభావ్య విపత్తుగా పేర్కొన్నప్పటికీ, యుఎస్జిఎస్ పరిశోధన గ్యాస్ హైడ్రేట్లు ప్రస్తుతం మొత్తం వాతావరణ మీథేన్‌కు దోహదం చేస్తున్నాయని మరియు అస్థిర హైడ్రేట్ నిక్షేపాలను విపత్తుగా కరిగించడం వల్ల పెద్ద మొత్తంలో మీథేన్ వాతావరణంలోకి పంపే అవకాశం లేదని నిర్ధారించారు.

అపారమైన సంభావ్యత

మీథేన్ హైడ్రేట్ చేరడం క్లిష్ట వాతావరణంలో ఉన్నప్పటికీ మరియు అనేక సాంకేతిక సవాళ్లను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, అవి విస్తృతంగా పంపిణీ చేయబడ్డాయి మరియు భూమిపై హైడ్రోకార్బన్‌ల యొక్క అతిపెద్ద వనరు. పీడన తగ్గింపు, అయాన్ మార్పిడి మరియు వాటి ప్రత్యేకమైన రసాయన మరియు భౌతిక లక్షణాల ప్రయోజనాన్ని పొందే ఇతర ప్రక్రియలను ఉపయోగించి వాటిని ఉత్పత్తి చేయడానికి వివిధ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలను అభివృద్ధి చేయవచ్చు. యునైటెడ్ స్టేట్స్, కెనడా, జపాన్ మరియు భారతదేశం అన్నింటిలో గ్యాస్ హైడ్రేట్ల ఉత్పత్తికి ఆచరణీయమైన సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని కనుగొనటానికి శక్తివంతమైన పరిశోధనా కార్యక్రమాలు ఉన్నాయి. మీ భవిష్యత్ శక్తి మిశ్రమంలో మీథేన్ హైడ్రేట్ ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది.