Ученые получили редкие образцы гидрата метана для изучения климата и энергетики

Научная буровая экспедиция в Мексиканском заливе добыла 44 керна из резервуара гидрата метана, залегающего глубоко под морским дном. Глобально, богатые энергией гидраты метана содержат, по оценкам, 15% мирового органического углерода, но остаются малоизученными.

"Это ключевая часть углеродного цикла", — заявил руководитель экспедиции Питер Флемингс из Школы наук о Земле Джексона Техасского университета. "Это динамичный резервуар углерода, который постоянно выделяет метан в океаны и потенциально в атмосферу". Успешная миссия под руководством Техасского университета в Остине теперь позволит университетам и научным институтам по всей стране изучать эти гидраты. Главные вопросы исследований: как и когда образовались гидраты, как они могут реагировать на изменение климата и как их потенциально можно использовать в качестве источника энергии.

Гидраты метана — это ледоподобная форма метана, существующая при высоком давлении и низких температурах, обычно на морском дне и под ним, а также под арктической вечной мерзлотой. Однако при поверхностном давлении гидраты быстро разрушаются, высвобождая метан в атмосферу. Твердые гидраты невероятно энергоемки: единица объема гидрата метана содержит в 165 раз больше энергии, чем эквивалентный объем газа в поверхностных условиях. Но метан также является мощным парниковым газом, чьи выбросы имеют примерно в 25 раз больший потенциал удержания тепла, чем у CO₂.

"У нас очень слабое понимание того, сколько его [гидрата] существует", — отметила Энн Кук из Университета штата Огайо, участница экспедиции. "Мы знаем, что его много, но наши оценки различаются на порядки". Понимание конкретных условий резервуара важно, поскольку оно влияет на то, останется ли гидрат метана твердым или диссоциирует в газ, а также на то, насколько легко свободный газ может покинуть систему.

Экспедиция 2023 года является частью 10-летнего проекта. Керны хранятся в специализированной лаборатории Школы Джексона, одном из немногих в мире объектов, способных хранить и анализировать гидраты под их естественным давлением. Партнерами по исследованиям выступили Университет штата Огайо, Вашингтонский университет, Колумбийский университет и другие научные и государственные учреждения. Ученые будут изучать физические, химические и биологические свойства вещества, включая объем пор, размер зерен, изотопный состав, геохимию, а также проводить секвенирование ДНК и РНК микробов в образцах.