العلماء يكشفون حل لغز الجليد القابل للاشتعال

كتابة: ميندي ويسبرغر.
ترجمة: سعاد السقاف.

حلّ العلماء لغزاً جزيئياً يشرح التكوين الطبيعي للهيدرات الغازية، وهي نوعٌ من البلورات القابلة للاشتعال المعروفة أيضاً باسم “الجليد الذي يحترق”، وتتكون عندما تُحصر جيوب الغاز في قفصٍ من جزيئات الجليد. وتتشكل الهيدرات الغازية في أعماق الأرض ومعظمها تحت قاع المحيط، بينما تتشكل تحت الجليد في بعض الحالات تحت ضغط عالٍ وبرد شديدٍ، وذلك وفق دراسةٍ للماسح الجيولوجي الأمريكي. وتطلق الهيدرات الغاز المحصور بداخلها حال تفككها، وهو غازٌ طبيعيّ يحترق إذا تعرض للهب.

ينتشر هذا الجليد القابل للاشتعال في رواسب المحيطات الغنية بالطين المحيطة بالقارات، ومع ذلك لم يُعرف إلا القليل عن كيفية تكوّنه في المعادن الموجودة في تلك الرواسب، ويعود ذلك إلى الاعتقاد بأن ملوحة المعادن وحجم المسام يعوقان تشكّل الهيدرات الغازية.

في دراسةٍ جديدةٍ من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتقنية، سعى الباحثان بارك تايهيونج وتاي هيوك كوون للتحقق من هذه الظروف، وعملوا على محاكاة التشكيل الأولي للهيدرات الغازية الذي يُطلق عليه تكوّن النوى للهيدرات الغازية، وذلك عن طريق تطبيق حقل كهربائي على الرواسب المحيطية الغنية بالطين. لقد أعطت هذه الدراسة رؤى جديدةً حول ذلك السؤال الهام، وهذا ما كتبه مؤلفو الدراسة حيث كشفوا عن التفاعلات التي تحدث في الطين وتسمح بظهور بلورات الثلج القابلة للاشتعال.

يقول بارك في رسالته عبر البريد الإلكتروني إلى لايف ساينس: “وجدنا أن الشحنة السطحية على الطين المعدني تعزز بشكلٍ ملحوظٍ من تكوّن النوى للهيدرات الغازية”. وحيث إن الطين المعدني مشحونٌ سلباً، فإن تفاعله الكهروكيميائي مع الماء هو ما يسبِّب تكوين الهيدرات الغازية كما صرّح بذلك مؤلفو الدراسة.

اُكتشفت الهيدرات الغازية التي يتكون معظمها من هيدرات الميثان في أواخر القرن التاسع عشر، وظلّ يُنظر إليها لعدة عقودٍ كمنتجٍ ثانويٍ مزعجٍ يتراكم في خطوط الأنابيب ويعرقل تدفق النفط والغاز، وفقاً لما ذكره للماسح الجيولوجي الأمريكي. ثم ولّدت الهيدرات الغازية اهتماماً كبيراً في جميع أنحاء العالم كمصدرٍ محتملٍ للطاقة منذ ثمانينات القرن العشرين. حيث يُعتقد بأن احتياطي الهيدرات الغازية تحتفظ بمخزونٍ للطاقة يفوق ناتج الطاقة المحتمل في كلٍ من الفحم والغاز في جميع أنحاء العالم، ولقد أُشيد بخطط الحكومة الأمريكية لفتح هذا الاحتياطي باعتباره قادراً على خفض سعر الغاز الطبيعي بنسبةٍ تصل إلى 30%.

على الرغم من انتشار تلك الرواسب إلا أنه يصعب العثور عليها، فهي لا تتركز في منطقةٍ واحدة بعكس النفط والغاز، مما يجعل تحديد مكانها واستخراجها تحدياً. كما أن استخراج مصدر طاقةٍ قابلٍ للاحتراق ينطوي على خطر إطلاق غازاتٍ دفيئةٍ مختزنةً على نطاق هائلٍ، ما قد يُسرّع من وتيرة التغيّر المناخي الناتج عن الانسان.

يُرجح العلماء بأن فهم العلاقة بين الطين المعدني والهيدرات الغازية سيلعب دوراً حيوياً في الجهود المبذولة لاستخلاص الميثان من رواسب الهيدرات، كما يمكن أن يساهم في استخدام رواسب المحيطات لتخزين ثاني أكسيد الكربون. ولقد نُشرت النتائج في الثامن من فبراير الماضي في دورية العلوم والتقنية البيئية.

المصدر (Live Science)

المصطلحات:
الهيدرات الغازية Gas hydrate
الجليد Permafrost
الماسح الجيولوجي الأمريكي U.S. Geological Survey (USGS)
الجليد القابل للاشتعال Flammable ice
المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتقنية The Korea Advanced Institute of Science and Technology
بارك تايهيونج Taehyung Park
تاي هيوك كوون Tae-Hyuk Kwon
تكوّن النوى للهيدرات الغازية Gas hydrate nucleation
مجلة العلوم البيئية والتقنية The journal Environmental Science and Technology

السعودي العلمي

السعودي العلمي

السعودي العلمي هي مؤسسة مختصة بإنتاج ونشر المحتوى العلمي بأشكاله المقروءة، المرئية، والمسموعة، وتسعى لنشر المعرفة العلمية ورفع مستويات الوعي العلمي بالعالم العربي.
السعودي العلمي

شاركنا تعليقك ..