Washington, DC— Gli scienziati si interrogano da tempo su come la natura costruisca i grandi depositi di idrato di metano che si trovano sotto il fondale marino e nelle profondità del permafrost artico. L'idrato di metano è un materiale solido simile al ghiaccio composto da molecole d'acqua che intrappolano molecole di metano, il componente principale del gas naturale. Grandi depositi di idrato di metano sono potenziali obiettivi per la futura produzione di energia, ma i processi fondamentali che li formano sono poco conosciuti.

Un team di ricercatori guidato dal Laboratorio Nazionale di Los Alamos del Dipartimento dell’Energia e comprendente scienziati dell’Università della California, Davis e dell’Università dell’Oklahoma ha sviluppato un modello computerizzato che simula il processo di formazione e dissociazione dell’idrato di metano nei sedimenti marini e nel permafrost. I ricercatori hanno utilizzato il modello per esaminare gli effetti di varie condizioni ambientali sulla formazione di idrato di metano, come temperatura, pressione e disponibilità di metano e acqua.

I risultati del modello suggeriscono che grandi depositi di metano idrato possono formarsi quando i fluidi ricchi di metano migrano verso l’alto attraverso i sedimenti marini o il permafrost e incontrano zone in cui la temperatura e la pressione sono favorevoli alla formazione di idrati. I fluidi si raffreddano mentre salgono, rendendo il metano meno solubile in acqua. Quando il metano diventa meno solubile, forma bolle che salgono attraverso il sedimento o il permafrost. Quando queste bolle raggiungono una zona in cui la temperatura e la pressione sono sufficientemente elevate, si uniscono e formano cristalli idrati.

I ricercatori hanno scoperto che la dimensione dei depositi di idrati è controllata dalla velocità con cui i fluidi ricchi di metano migrano attraverso il sedimento o il permafrost. Se i fluidi migrano troppo lentamente, il metano avrà il tempo di dissolversi nuovamente nell'acqua prima di raggiungere la zona in cui si può formare l'idrato. Se i fluidi migrano troppo velocemente, le bolle saranno troppo piccole per fondersi e formare cristalli idrati.

I risultati del modello forniscono nuove informazioni sui processi che formano grandi depositi di idrato di metano e potrebbero aiutare gli scienziati a identificare potenziali obiettivi per la futura produzione di energia.

La ricerca è descritta in un articolo pubblicato sulla rivista _Geophysical Research Letters_ ed è stata finanziata dall'Ufficio per le scienze energetiche di base del Dipartimento di Energia.

Il Los Alamos National Laboratory, un istituto di ricerca multidisciplinare impegnato nella scienza strategica per conto della sicurezza nazionale, è gestito da Triad National Security, LLC, per la NNSA del Dipartimento dell'Energia.