Washington, DC —Alcuni tipi di depositi di idrati di metano lungo i margini continentali – vasti depositi di metano contenuti all’interno di strutture di ghiaccio reticolari nei sedimenti marini – si formano attraverso un processo che può essere controllato dall’interazione tra dinamica delle bolle di gas, trasferimento di calore e tassi di accumulo di idrati . Un team guidato da ricercatori della Rice University mostra che il processo, chiamato formazione di idrati guidata dai capillari, può costruire grandi depositi di idrati a forma di bolle su scale temporali che vanno da decine a centinaia di migliaia di anni.

Un nuovo articolo pubblicato sulla rivista *Nature Geoscience* descrive in dettaglio come il team ha incorporato la pressione capillare, una forza che agisce all'interno degli stretti canali e pori dei sedimenti marini, in un modello computerizzato per simulare la crescita e la migrazione dell'idrato di metano nel tempo. I loro risultati potrebbero migliorare le valutazioni delle risorse di idrato di metano, nonché le stime della quantità di metano rilasciato nell’atmosfera terrestre e negli oceani in diverse condizioni climatiche.

"La formazione di idrati guidata dai capillari comporta un ciclo di feedback positivo tra la crescita delle bolle di gas nei sedimenti marini e la formazione di idrato di metano attorno ad esse", ha detto l'autore principale Zhenzhen Sun, un ex ricercatore post-dottorato della Rice che ora insegna alla Sun Yat- Sen University in Cina. “Le bolle di gas possono accumularsi e crescere fino a centimetri o dimensioni maggiori quando il tasso di fornitura di gas metano è maggiore del tasso di consumo di metano per decomposizione microbica”.

Man mano che la pressione del gas aumenta all’interno di queste bolle, hanno spiegato i ricercatori, supera le forze capillari nel sedimento e crea percorsi per l’espansione delle bolle. Quando il gas penetra in questi percorsi, gli idrati si formano sulle pareti dei pori e sulle superfici minerali, creando gusci ricchi di idrati che rafforzano e fanno crescere ulteriormente le strutture degli idrati.

"Ciò che lo rende interessante e diverso è che le bolle di gas sono sempre al centro dei depositi di idrati, e i depositi di idrati proteggono le bolle dall'acqua di mare, che altrimenti le dissolverebbe", ha affermato la coautrice Lucile Brunet, ricercatrice post-dottorato. associato presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale della Rice e autore principale di un articolo correlato in *Geochimica, Geofisica, Geosistemi*.

Il coautore Andrea Fildani, professore associato di ingegneria civile e ambientale e di scienze della Terra, ambientali e planetarie alla Rice, ha affermato che la formazione di idrati guidata dai capillari potrebbe essere un meccanismo importante per la formazione di depositi di idrati di gas nei sedimenti marini.

“Il nostro modello suggerisce che la formazione di idrati guidata dai capillari potrebbe spiegare sia i grandi depositi localizzati rilevati con metodi sismici a profondità di centinaia di metri sotto il fondale marino, sia i depositi di idrati più diffusi che si trovano all’interno dei sedimenti marini appena sotto il fondale marino, ", ha detto.

Fildani ha affermato che il modello potrebbe essere utilizzato per valutare la stabilità dei depositi di idrati in condizioni climatiche mutevoli. “Poiché gli idrati di gas possono agire come gabbie che intrappolano il metano all’interno della loro struttura cristallina, impedendone il rilascio nell’atmosfera, i nostri risultati hanno implicazioni per comprendere quanto metano potrebbe essere rilasciato con il riscaldamento del clima”, ha affermato.

Fildani e Brunet sono membri del Rice Center for Energy Studies.