Горные породы северо-западной Турции за свою геологическую историю могли произвести около 269 млн. тонн природного водорода, из которых около 13,5 млн. тонн теоретически пригодны для извлечения. Речь пока идет не о разведанных запасах газа, а о количестве водорода, которое потенциально образовалось в местных залежах.
Основным источником H2 в данном случае выступает естественная химическая реакция между водой и богатыми железом горными породами, которую называют серпентинизацией. Вода проникает в породы по трещинам и взаимодействует, прежде всего, с оливином и пироксенами. Содержащееся в этих минералах двухвалентное железо окисляется с образованием магнетита, а часть водорода из воды высвобождается в виде молекулярного H2. Таким образом, водород может естественным образом образовываться в недрах без участия органического сырья.
Ученые изучили два комплекса таких пород. Наиболее перспективным оказался вытянутый пояс длиной около 50 км и шириной от 2 до 5 км. Его породы серпентинизированы примерно на 70-90%, значительная часть исходных минералов уже вступила в реакцию с водой. Кроме того, серпентинизация здесь происходила при температурах около 300-500 oC. Это частично совпадает с наиболее благоприятным для образования природного водорода температурным диапазоном 200-400 oC, а пик образования H2 приходится примерно на 315 oC.
Количество образовавшегося H2 оценивали двумя способами. В первом случае использовались результаты лабораторных экспериментов, показывающих, сколько водорода может выделять единица массы породы при серпентинизации. Такой расчет дал результат около 245 млн. тонн H2. В основу второго метода легло предполагаемое содержание железа в породах, позволяющее рассчитать количество водорода, которое могло выделиться при его окислении. Результат составил около 288 млн. тонн. Среднее значение двух оценок (примерно 267 млн. тонн) было принято в качестве основной оценки.
Потенциал второго комплекса горных пород оказался значительно ниже и составил 2,5 млн. тонн. Это связано с его геологической историей, когда в прошлом породы нагревались примерно до 675-880 oC. При таких температурах разрушается один из минералов, образующихся при серпентинизации, поэтому значительная часть серпентинитов, способных участвовать в процессах выделения H2, оказалась утеряна.
Однако 269 млн. тонн нельзя считать запасами месторождения. Это расчетный объем водорода, который породы способны произвести за геологическое время. Значительная часть могла давно уйти на поверхность по разломам. Надежные непроницаемые слои и другие геологические ловушки, способные удерживать H2 под землей, пока обнаружены не были. Коэффициент извлечения в 5% дал оценку около 13,5 млн. тонн потенциально доступного водорода.
Сами расчеты также остаются предварительными. Например, содержание железа непосредственно в породах пока не измерялось, поэтому использовались данные по аналогичным породам из других регионов. Не до конца известны и размеры массива на глубине. Совокупность основных неопределенностей может изменить итоговую оценку примерно в 2,5-3 раза в ту или иную сторону, а рассмотренный в исследовании диапазон для первого пояса составляет от 74 до 571 млн. тонн H2.
Таким образом, исследование не гарантирует наличие на полуострове Бига крупного месторождения водорода, но показывает перспективность региона. Следующим этапом должны стать измерения H2 в почвенном газе и подземных водах, анализ химического состава местных пород и изучение разломов. Это позволит определить, продолжается ли образование водорода, куда он перемещается, а также существуют ли под землей ловушки, в которых газ способен накапливаться в промышленных объемах.
