Nagu teate, ei lahustu maagaasi metaan praktiliselt vees ega interakteeru veega. Metaani nimetatakse mõnikord "rabagaasiks", kuna see koguneb soode põhjas. Metaani- ja veemolekulid sisaldavad vesinikuaatomeid ja võivad eritingimustel moodustada niinimetatud vesiniksidemeid. See juhtub madalatel temperatuuridel ja tohutu rõhu all, mis on merede ja ookeanide põhjas. Isegi troopikas ei ületa 1500 meetri sügavusel vee temperatuur kolme kraadi Celsiuse järgi, mõnikord võib see olla alla nulli. Merede ja ookeanide põhjas moodustavad vee- ja metaanimolekulid niinimetatud gaasihüdraadi, mis sarnaneb poorse jääga. Niipea kui temperatuur tõuseb või rõhk langeb, laguneb gaasihüdraat puhtaks metaaniks ja veeks.
Kadunud linnad
Metaan ei moodustu looduses mitte ainult "aeglase" kiirusega orgaaniliste ladestuste paksuses, vaid ka kiirendatud kiirusega - tänu maavoodist eralduva vesiniku ja süsinikdioksiidi vahelisele keemilisele reaktsioonile. See globaalne protsess, mida varem looduses süsinikuringluses ei olnud, avastati suhteliselt hiljuti.
Nagu selgus, pigistatakse võimsa kokkusurumise tsoonides ookeanide pinnale "kiire" metaan, mis toimub ookeanilise ja mandriosa plaatide nihke tõttu. Seda täheldatakse Põhja-Ameerika lääneranniku lähedal. Anorgaanilise metaani moodustumist leiti Atlandi ookeani põhjas tohututes kogustes.
Aastal 2000 tegid teadlased suure avastuse: Aafrika ja Põhja-Ameerika vahel avastati ookeani põhjast hüdrotermilised väljad, mida hüüti "Lost Cities".
Näiteks ühel neist, mis on venitatud 800 meetri sügavusele, on mitu tosinat tohutut paekivist (kuni 60 meetri kõrgune) sammas. Siin moodustuvad lisaks anorgaanilisele metaanile ka muud süsivesinike ühendid.
Reklaamvideo:
Christopher Columbuse kummaline tähelepanek
Hispaania ekspeditsiooni käigus, et avastada Indiasse lühim meretee, kirjutas Christopher Columbus, et ta jälgis mere pinnal "keeva vett", aga ka mitte kuskilt paistvat "tulekolde"! See asus kurikuulsa Bermuda kolmnurga piirkonnas Atlandi ookeanis. Vaadeldud nähtuste müsteerium püsis paljude sajandite jooksul. Ja alles meie aja jooksul on tekkinud aimdus. Tõenäoliselt täheldas suur navigaator võimast väljapääsu metaani pinnale ja nägi õhus põlevat gaasi tõrvikut, mis võib-olla süüdati pikselöögiga. Võimalik, et laevade ja lennukite kadumise salapärased juhtumid selles piirkonnas on seletatavad hiiglaslike gaasihüdraatide ladestumisega mere põhjas. Suurenenud tektoonilise aktiivsuse perioodidel kuumeneb siin põhjakivim, mille tagajärjel lagunevad gaasihüdraatide massid,eraldavad metaani, mis tormab pinnale ja puruneb atmosfääri hiiglaslikus kolonnis!
Põhjas ja lõunas
Täna näitavad teadlased aktiivset huvi põhja- ja lõunamere põhjaosas leiduvate gaasihüdraatide vastu. Dortmundi ülikoolist (keskkonnatehnoloogia osakond) pärit saksa professori Hans Valenkampi sõnul on meie planeedi gaasihüdraatide varud "geoloogide hinnangul võrdsed kõigi praeguseks uuritud nafta-, maagaasi- ja kivisöevarudega!"
Gaasihüdraatide ladestusi on leitud põhjaosa järskudel nõlvadel sügavusel 300–1000 meetrit. See on suhteliselt madal, kuid nõlvadele on „puudutatav” ohtlik, kuna ettearvamatute tagajärgedega veealused maalihked on võimalikud. Gaasihüdraatide kaevandamiseks merede ja ookeanide põhjast on aga juba olemas päris reaalsed ja majanduslikult tasuvad projektid.
Ühe sellise projekti autor, saksa teadlane Heiko Jurgen Schultz tegi ettepaneku langetada gaasihüdraadimaardlate jaoks merepõhja suur toru, millesse sisestatakse väiksema läbimõõduga toru. Kuum vesi pumbatakse põhja mööda väiksemat toru, mis "sulab" gaasihüdraadi ladestused, mille järel vabanenud metaan siseneb suurde torusse ja tõuseb pinnale. Üks kuupmeeter gaasihüdraate annab pinnale 164 kuupmeetrit puhast metaani!
Saksamaa on pikka aega üles näidanud huvi Ameerika Ühendriikide ranniku lähedal asuvate gaasihüdraatide proovide vastu ja teeb nendega aktiivset koostööd. Saksa teadlased on õppinud neid hoidma spetsiaalsetes külmikutes temperatuuril miinus 27 kraadi. Saksa ekspertide sõnul sisaldab umbes pool kogu maakera süsinikust gaasihüdraatides!
Metaanhüdraadi ladestus Kanada lääneranniku merepõhjas
On selge, et gaasihüdraadimaardlate teke ja nende hilisem kaevandamine süvendab globaalse ökoloogia probleemi, kuna tohutute metaani eraldumine ookeanidest ja meredest võib põhjustada dramaatilisi kliimamuutusi.
Baikali aarded
Viimastel aastatel on erinevate erialade teadlased hakanud Baikali järve aktiivselt uurima Mir-süvasõidukite abil. Sukeldumisprogramm hõlmas ka vee keskkonnaseiret jõgede ühinemise piirkonnas, mille kallastel asuvad tööstusettevõtted, ning järve põhja ja ka põhjakivimite struktuuri uurimist, mis võimaldab selgitada Baikali järve päritolu ja arengu ajalugu.
Nagu varemgi, töötas ka 2009. aasta suvel järvel Baikali järvel asuv rahvusvaheline teaduslik ekspeditsioon „Mira“. Baikali järve põhja vajus kaks teadlastega süvamereveokit, mida vedasid mootorlaev "Akademik Koptyug" ja ujuvplatvorm "Metropolia". Vee alla sukeldamine Peterburi muda vulkaani (järve lõunabassein) piirkonda tõi kaasa sensatsiooni: avastati olulisi gaasihüdraatide ladestusi ja oli võimalik isegi umbes 5 kilogrammi seda ainet pinnale tõsta. Samal ajal leiti sette pinnalt, mitte nende alt, gaasihüdraate.
Sukeldumise ettevalmistamine
Esimesed proovid nendest väärtuslikest maardlatest avastati 2000. aastal ja 2005. aastal nägid teadlased 1400 meetri sügavusel 900 meetri kõrgust gaasitõrvikut! Ja samas piirkonnas olid ka gaasihüdraatide ladestused. Umbes 10 tundi põhjas töötades jälgisid Nikolai Granini (Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaali Limnoloogilise instituudi hüdroloogia ja hüdrofüüsika labori juhataja) settekivimitest arvukad metaani väljavoolud. Samal ajal üritasid hüdronaudid gaasihüdraadi plaati pinnale tõsta, kasutades mehaanilist “Mir” “kätt”, kuid 150 meetri sügavusel nägid nad, kuidas plaat “plahvatab”!
Süvamere sõiduk “ Mir-2 ”
Ja siin on hiljutine teade: Malniy muda vulkaani lähedal 1300 meetri sügavuselt oli teise tehnoloogilise ekspeditsiooni "Baikali hüdraadid 2009" raames endiselt võimalik võtta gaasihüdraatide proove. Kuid sukeldumises Mir-2 osaleja Aleksander Egorov näeb avastuse peamist tähendust selles, et Baikali järvel tehtud töö tulemused võimaldavad maailma ookeanis toimuvaid protsesse uurida “omamoodi looduslikus laboris”.
Allikas: XX sajandi saladused, №41, oktoober 2009, Alexander UDACHIN
