Comme vous le savez, le méthane de gaz naturel ne se dissout pratiquement pas dans l'eau et n'interagit pas avec l'eau. Le méthane est parfois appelé «gaz de marais» car il s'accumule au fond des marécages. Les molécules de méthane et d'eau contiennent des atomes d'hydrogène et, dans des conditions particulières, peuvent former des liaisons dites hydrogène. Cela se produit à des températures basses et des pressions énormes qui existent au fond des mers et des océans. Même sous les tropiques, à une profondeur de 1500 mètres, la température de l'eau ne dépasse pas trois degrés Celsius, parfois elle peut être inférieure à zéro. Au fond des mers et des océans, les molécules d'eau et de méthane forment ce qu'on appelle l'hydrate de gaz, qui ressemble à de la glace poreuse. Dès que la température augmente ou que la pression baisse, l'hydrate de gaz se décompose en méthane pur et en eau.
Villes perdues
Le méthane se forme dans la nature non seulement à une vitesse «lente» dans l'épaisseur des dépôts organiques, mais aussi à une vitesse accélérée - en raison d'une réaction chimique entre l'hydrogène et le dioxyde de carbone libéré par le manteau terrestre. Ce processus global, auparavant non inclus dans le cycle du carbone dans la nature, a été découvert relativement récemment.
Il s'est avéré que le méthane «rapide» est expulsé à la surface des océans dans les zones de compression puissante, qui se produit en raison du déplacement des plaques océaniques et continentales. Ceci est observé au large de la côte ouest de l'Amérique du Nord. La formation de méthane inorganique a été trouvée en grandes quantités au fond de l'océan Atlantique.
En 2000, les scientifiques ont fait une découverte majeure: entre l'Afrique et l'Amérique du Nord, des champs hydrothermaux, appelés «Lost Cities», ont été découverts au fond de l'océan.
Par exemple, l'une d'elles, étirée à 800 mètres de profondeur, comporte plusieurs dizaines d'énormes colonnes (jusqu'à 60 mètres de hauteur) en calcaire. Ici, en plus du méthane inorganique, d'autres composés hydrocarbonés se forment.
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L'étrange observation de Christophe Colomb
Lors d'une expédition espagnole pour découvrir la route maritime la plus courte vers l'Inde, Christophe Colomb a écrit qu'il observait "l'eau bouillante" à la surface de la mer, ainsi qu'une "colonne de feu" qui est apparue de nulle part! C'était dans la région du tristement célèbre triangle des Bermudes dans l'océan Atlantique. Le mystère des phénomènes observés est resté pendant de nombreux siècles. Et ce n'est qu'à notre époque qu'un indice est apparu. Très probablement, le grand navigateur a observé une puissante sortie à la surface du méthane et a vu une torche de gaz brûlant dans l'air, qui peut avoir été allumée par un coup de foudre. Il est possible que les cas mystérieux de disparition de navires et d'avions dans cette zone s'expliquent par la présence de gisements géants d'hydrates de gaz au fond de la mer. Pendant les périodes d'activité tectonique accrue, la roche inférieure se réchauffe ici, à la suite de laquelle les masses d'hydrates de gaz se décomposent,émettent du méthane, qui se précipite à la surface et éclate dans l'atmosphère en une colonne géante!
Au nord et au sud
Aujourd'hui, les scientifiques manifestent un intérêt actif pour les hydrates de gaz qui se trouvent au fond des mers du nord et du sud. Selon le professeur allemand Hans Falenkamp de l'Université de Dortmund (Département des technologies de l'environnement), les réserves d'hydrates de gaz de notre planète "sont estimées par les géologues comme égales en volume à toutes les réserves de pétrole, de gaz naturel et de charbon explorées à ce jour!"
D'énormes gisements d'hydrates de gaz ont été découverts sur les pentes abruptes des monts sous-marins à des profondeurs allant de 300 à 1000 mètres. Il est relativement peu profond, mais il est dangereux de «toucher» les pentes, car des glissements de terrain sous-marins aux conséquences imprévisibles sont possibles. Cependant, il existe déjà des projets bien réels et économiquement rentables pour l'extraction d'hydrates de gaz du fond des mers et des océans.
L'auteur de l'un de ces projets, le scientifique allemand Heiko Jurgen Schultz, a proposé d'abaisser un grand tuyau jusqu'au fond de la mer jusqu'aux gisements d'hydrates de gaz, dans lesquels un tuyau de plus petit diamètre est inséré. L'eau chaude est pompée vers le bas le long du plus petit tuyau, qui «fait fondre» les dépôts d'hydrate de gaz, après quoi le méthane libéré entre dans le grand tuyau et remonte à la surface. Un mètre cube d'hydrates de gaz donnera 164 mètres cubes de méthane pur à la surface!
L'Allemagne s'intéresse depuis longtemps aux échantillons d'hydrates de gaz situés au large des États-Unis et travaille activement avec eux. Les scientifiques allemands ont appris à les stocker dans des réfrigérateurs spéciaux à moins 27 degrés Celsius. Selon les experts allemands, environ la moitié de tout le carbone sur terre est contenu dans les hydrates de gaz!
Gisement d'hydrate de méthane sur le fond marin au large de la côte ouest du Canada
Il est clair que le développement des gisements d'hydrates de gaz et leur extraction ultérieure aggravent le problème de l'écologie mondiale, car la libération d'énormes quantités de méthane provenant des océans et des mers peut provoquer un changement climatique dramatique.
Trésors du Baïkal
Ces dernières années, des scientifiques de diverses spécialités ont commencé à étudier activement le lac Baïkal à l'aide de véhicules de haute mer Mir. Le programme de plongée comprenait également le suivi environnemental de l'eau dans la zone de confluence de la rivière, sur les rives desquelles se trouvent des entreprises industrielles, et l'étude de la structure du fond du lac, ainsi que des roches de fond, qui permettront de clarifier l'histoire de l'origine et du développement du lac Baïkal.
Comme auparavant, à l'été 2009, «l'expédition scientifique internationale« Mira »sur le lac Baïkal a travaillé sur le lac. Deux véhicules de haute mer avec des chercheurs, transportés par le bateau à moteur "Akademik Koptyug" et la plate-forme flottante "Metropolia", ont coulé au fond du lac Baïkal. L'immersion dans la région du volcan de boue de Saint-Pétersbourg (bassin sud du lac) a fait sensation: d'importants gisements d'hydrates de gaz ont été découverts et même environ 5 kilogrammes de cette substance ont été remontés à la surface. Dans le même temps, des hydrates de gaz ont été trouvés à la surface des sédiments et non en dessous.
Préparation à la plongée
Les premiers échantillons de ces précieux gisements ont été découverts en 2000, et en 2005, à 1400 mètres de profondeur, les scientifiques ont vu une torche à gaz de 900 mètres de haut! Et dans la même zone, il y avait des gisements d'hydrates de gaz. Travaillant au fond pendant environ 10 heures, le personnel de Nikolai Granin (chef du laboratoire d'hydrologie et d'hydrophysique de l'Institut limnologique de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie) a observé de nombreux flux de méthane provenant des roches sédimentaires. Dans le même temps, les hydronautes ont essayé de soulever la plaque d'hydrate de gaz à la surface avec la «main» mécanique du «Mir», mais à 150 mètres de profondeur, ils ont vu comment la plaque «explosait»!
Véhicule hauturier “ Mir-2 ”
Et voici un message récent: près du volcan boueux Malaya à une profondeur de 1300 mètres, dans le cadre de la deuxième expédition technologique «Baikal Hydrates 2009», il était encore possible de prélever des échantillons d'hydrates de gaz. Mais Alexander Egorov, participant à la plongée Mir-2, voit le sens principal de la découverte dans le fait que les résultats des travaux sur le lac Baïkal permettent d'étudier les processus se déroulant dans l'océan mondial «dans une sorte de laboratoire naturel».
Source: Secrets du XXe siècle, №41, octobre 2009, Alexander UDACHIN