.jpg)
Водород называют новым топливом для "чистой" энергетики, обещающей сократить выбросы парниковых газов. Промышленность давно заинтересована в водородных двигателях, но не все способы производства являются экологически чистыми. Ученые рассмотрели возможности поиска богатых месторождений этого газа в земной коре при помощи моделирования масштабных тектонических процессов.
В природе водород образуется несколькими способами. В качестве примеров можно привести разложение органики или расщепление молекул воды под действием распада радиоактивных элементов в недрах Земли. Потоки природного H2 были зафиксированы во многих местах планеты. Так, в Мали действуют пилотные проекты, использующие водород из небольшого природного резервуара в осадочных породах.
Немецкие исследователи под руководством Франка Звана из Центра наук о Земле Геймгольца разработали метод поиска месторождений водорода, основанный на моделировании тектоники плит, и выяснили, что потенциальные точки для образования газа располагаются в горных хребтах, где мантийные расплавы поднимаются близко к поверхности.
Большие объемы H2 образуются при взаимодействии мантийных пород с водой в узком температурном окне. Под действием растворов одни минералы заменяются другими. Этот процесс называется серпентинизацией. Попутно высвобождается водород, который может скапливаться в пластах-ловушках.
Для серпентинизации необходимо, чтобы вещество из мантии поднималось к поверхности, потому что на этом пути есть вода. Процесс занимает миллионы лет. На Земле это происходит в глубоких разломах, раскалывающих сушу, или при закрытии рифта, когда в месте столкновения континентальных плит растут горные цепи.
Ученые смоделировали все стадии тектоники плит и проследили, сколько мантийного вещества выходит к поверхности под горными цепями, когда эти породы могут контактировать с водой при благоприятных для серпентинизации температурах.
Исследование показало, что при поднятии гор складываются лучшие условия, чем при закладке рифтов. Там более холодный температурный режим и большие объемы воды циркулируют вдоль крупных разломов.
В горных хребтах в год образуется в 20 раз больше водорода, чем в рифтах. Там есть подходящие породы-резервуары, такие как песчаники. В рифтовых бассейнах во время серпентинизации их, скорее всего, нет. Это подтверждают выходы природного H2 во французских Пиринеях. Повышенное содержание этого газа отмечено в Западных Альпах. На Кавказе скважина, пробуренная в советское время, поставляла газ в течение нескольких месяцев. Все эти места расположены на западе пояса альпийской складчатости, который наиболее перспективен для разведки на водород.
