סיקור מקיף

קרח לוהט / ליסה מרגונלי

הידראטים של מתאן יכולים לפתור את בעיית האנרגיה בעולם, או להחריף את התחממותו

גוש מלאכותי של מתאן הידראט בוער בקלות באוויר הפתוח (קונסורטיום המחקר MH21)
גוש מלאכותי של מתאן הידראט בוער בקלות באוויר הפתוח (קונסורטיום המחקר MH21)

בוקר אחד באוגוסט 2014, נשלח "דוק ריקֶטְס", רובוט המים העמוקים של "מכון המחקר הימי של מפרץ מונטריי", לחטט בקרקעית האוקיינוס במים הקרים מאוד שמול חופי צפון קליפורניה. בעומק של 1,812 מטרים הוא ריחף על פני תלולית ארוכה, 60 מטר רוחבה ושני קילומטרים אורכה, ששכבות משקע דקות בצבע חאקי פזורות בה פה ושם. בסרטון שצילמה המצלמה התת-מימית של הרובוט מופיע פתאום משהו שנראה כמו ערמות שלג, מלוכלכות אמנם, אבל מבהיקות בלובנן. לולא הצדפות והדגים סביבן, הן היו נראות כמו סוללות שערמה מפלסת שלג בשולי כביש. העורק הבהיר הזה מסגיר את העובדה שהתלולית מכילה מֵימה, או הידראט של מתאן (Methane Hydrate): מבנה סריגי של מים קפואים שמולקולות של גז מתאן, CH4, כלואות בו בתוך כלובי קרח מולקולריים. אם תצרו מן החומר הזה כדור שלג, תוכלו להצית אותו.

עורקים כאלה, המבצבצים על פני השטח, הם רק קצה הקרחון, פשוטו כמשמעו. רוב המרבצים של מתאן הידראט לכודים מעט מתחת לקרקעית הים, באזורים קרים ועמוקים של האוקיינוס. גודלם הכולל של המרבצים עצום, ומדענים מגלים אותם בכל מקום, לאורך אדני היבשות כולן. לפי האומדנים האחרונים, ברחבי העולם ההידראטים האלה מכילים פחמן בכמות השווה לזו המצויה בכל עתודות הפחם, הנפט והגז הטבעי בכדור הארץ, או אף עולה עליה. ובכל זאת, רק מרבצים מעטים נחקרו לפרטי פרטים.
מטרתה של משלחת המחקר באוגוסט, שארכה 11 יום, הייתה לאסוף דגימות מן התלולית הגדולה הזאת של מתאן הידראט ומן המשקעים המקיפים אותה – מבצע לא פשוט. הרובוט שצויד בזרועות מכניות היה מחובר בכבל לספינת המחקר "ווסטרן פלייר" והופעל בשלט רחוק. המדען הבכיר במכון, הגאולוג הימי צ'רלי פאול, קרקר בשמחה כשהתמונות הופיעו ב-20 המסכים שבחדר הבקרה הקטן של הספינה. יותר מתריסר מדענים מן המכון של מפרץ מונטריי ומן המכון הגאולוגי של ארה"ב (USGS) הצטופפו בחדר הקטן עם פאול, אִתי ועם עוד אנשים כשהם ישובים על מושבי מטוס ישנים ועל דליים הפוכים. כל המוחות האלה והציוד הזה התכוננו להסתער על סודות התלולית ולפענח אותם: איך נוצרה, מהיכן הגיע המתאן והאם העורק הזה התחיל לבצבץ מן הקרקעית לפני עשר שנים או שהוא גדל כבר מיליון שנה?
החוקרים חיפשו מידע בסיסי שיוכל לעזור לטפל בסוגיות רחבות יותר. סקר גאולוגי שנערך לאחרונה מצא שההידראטים המצויים לחופי ארה"ב (בלי אלסקה והוואי) אוצרים דלק השקול לאספקת גז טבעי לארה"ב ל-2,000 שנה, בקצב הצריכה הנוכחי. אם יהיה אפשר לכרות אפילו קצת מן הדלק הזה באופן מסחרי הוא יהיה שימושי מאוד; במארס 2013 חילצו לראשונה גז טבעי מהידראט של מתאן בלב ים, על סיפון ספינת המחקר היפנית "צ'יקיו". אבל אם התחממות האוקיינוסים תערער את יציבות ההידראטים ותגרום להם לשחרר את המתאן אל המים ומהם למעלה אל האטמוספרה, הוא עלול לזרז אסון אקלימי. השפעתו של מתאן כגז חממה, על פני מאה שנה, גדולה מזו של פחמן דו-חמצני (מתאן אוגר חום ביעילות גדולה מזו של פחמן דו-חמצני אך מתפרק באטמוספרה מהר יותר – העורכים(. אם כך, האם הידראטים של מתאן הולכים להיות הלהיט הבא בתחום האנרגיה, או הצרה הגדולה הבאה בתחום הסביבתי? מדענים כמו פאול מחפשים תשובות.

קופסה שחורה וקפואה
פאול, איש גבוה בעל שפם רחב ולבן ואנגלית במבטא "שטוח" של רוד-איילנד, התחיל לחקור את ההידראטים בשנות ה-70 של המאה ה-20, כשהם נודעו בעיקר כאבן נגף לתעשיית הנפט: גבישי הקרח שלהם סתמו צינורות בבארות שנחפרו עמוק מתחת למים. כששואלים אותו שאלה על ההידראטים, כמעט תמיד הוא פותח בפרץ נלהב של עובדות ומסיים בקדרות מיוסרת ברשימת הדברים שאינו יודע. במרוצת הקריירה שלו, ההידראטים היו מתופעה משונה ואזוטרית לשחקנים בעלי משקל פוטנציאלי רב במערכת הפחמן של כדור הארץ, מה שעשה אותם למסתוריים אף יותר. לפנים, כל גילוי של מרבץ חדש היה מרגש, אבל "עכשיו השאלה היא איפה אין מרבצים," אומר פאול.

כאחוז אחד מהידראטי המתאן מצוי ביבשה בעצם, כשהם דחוקים בין שכבות של קרח-עד סמוך לקטבים. כמעט כל שאר ההידראטים מצויים במקומות המוגדרים בשם "אזור היציבות של ההידראטים", שבהם שוררים טמפרטורה נמוכה ולחץ גבוה, מתחת ל-300 מטרים של מים לפחות. באזורים האלה, רשתות נרחבות של גבישים ממלאות שכבות של סלעי משקע שעוביין עד 1,000 מטרים. עמוק יותר המתאן מצוי במצב צבירה גזי בשל החום המגיע מפנים כדור הארץ. הידראטים נוצרים כל הזמן, אבל באופן בלתי צפוי. הם מתמצקים בחללים נקבוביים מסוימים בין גרגרי חול, ואילו בחללים אחרים הם נשארים במצב של גז זורם. מדענים אינם יודעים אל נכון מדוע הם מתמצקים דווקא במקומות האלה ולא במקומות אחרים.

בירור מדוקדק של מאפייניהם החמקמקים של ההידראטים הכרחי למבקשים לנצל את האנרגיה שאצורה בהם: למה הם מתנודדים בין גז למוצק או כמה זמן מוחזק בהם המתאן במקום אחד. השאלות האלה נעשו דחופות יותר בעקבות כמה ניסויים מוצלחים להפקת מתאן. הספינה "צ'יקיו" קדחה בסלע משקע עשיר בהידראטים, ואז שאבה מים מקרבת הקידוח. הוצאת המים הפחיתה את הלחץ המקומי וגרמה למתאן להיפרד מסריג הקרח שלו שלכד אותו בסלע. גז זרם מן הבאר במשך חמישה ימים וחצי.

יפן מובילה את המרוץ הבין-לאומי, שהיקפו קטן אבל חשיבותו רבה, להפקת אנרגיה מהידראטים של מתאן. ב-2013 הוציאה יפן 120 מיליון דולר אמריקני על מחקר. ארה"ב השקיעה ב-2010 כ-20 מיליון דולר בנושא אבל ב-2013 הסכום צנח ל-5 מיליון בלבד. גרמניה, טאיוואן, קוריאה, סין והודו מפעילות תכניות מחקר קטנות, וכן גם חברות הנפט Shell ו-Statoil. ההוצאות האלה אמנם אינן מבוטלות, אבל הן מתגמדות בהשוואה למיליארדי הדולרים שתעשיית הנפט העולמית הוציאה על מחקר ופיתוח ב-2011 בלבד.

יפן, הנאבקת בצורך לייבא אנרגיה, ועדיין מטפלת בתוצאות האסון הגרעיני בפוקושימה, תוכל אולי להפיק תועלת רבה מכמות המתאן הגדולה והמפתה הרובצת לחופיה. לארה"ב יש מניע קטן יותר לחקור את הפקת האנרגיה מהידראטים מפני שיש לה שפע של גז פצלים שהפקתו זולה בהרבה מהפקת מתאן הידראט. גם קנדה עשירה בהידראטים, אבל זנחה את תכנית המחקר שלה מסיבות דומות.

"שיטה מנצחת" לכריית הידראטי מתאן, לו הייתה כזאת בנמצא, צריכה לייצב את המבנה של הההידראטים, לטמון באדמה את גזי החממה שעלולים להשתחרר תוך כדי כרייה, וכמובן, לספק דלק. ב-2012, ניסו חוקרים מן ה-USGS, ממשרד האנרגיה האמריקני, מחברת ConocoPhillips, מיפן ומנורווגיה לעשות בדיוק את זה. הם הזרימו תערובת של פחמן דו-חמצני וחנקן (למניעת קפיאה) אל תוך הידראט המכוסה קרח-עד בצפון אלסקה וקיוו שה-CO2 ידחוף את המתאן החוצה, יתפוס את מקומו בסריג וכך ישמור על מבנה ההידראט.

המתאן זרם מבאר ניסיונית כזאת במשך חודש, אבל החוקרים לא היו בטוחים שה-CO2 אכן החליף את המתאן. "הרעיון פשוט, אבל הטבע מסובך יותר," אומר ריי בוזוול, מנהל טכנולוגיית ההידראטים במעבדה הלאומית לטכנולוגיות אנרגיה של משרד האנרגיה האמריקני. בוזוול אומר שנתוני הבדיקות מורים על "קופסה שחורה ומבולגנת מתחת פני הקרקע." על אף הצלחתו היחסית של הניסוי, שלחה ConocoPhillips את עובדיה שהיו מעורבים במחקר למשימות אחרות. משרד האנרגיה מחפש שותף אחר בתעשייה שימשיך בניסויים.
בעיני פאול, הניסוי הזה מדגים עד כמה הבנתנו את התנהגות ההידראטים מוגבלת. ב-2010 הוא עמד בראש ועדה של האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב שסקרה את בדיקות משרד האנרגיה בעניין הפקת אנרגיה מהידראטי מתאן. חבר המומחים הגיע למסקנה שקרוב לוודאי שהמהנדסים יכולים להתגבר על האתגרים הטכניים הכרוכים בהפקת דלק מהידראטים, אבל יש לברר עוד הרבה סוגיות מדעיות, סביבתיות והנדסיות בטרם תתאפשר החלטה מושכלת אם להמשיך בכך או לא. שלא כמו מרבצי נפט, הידראטים קשים למיפוי והם אינם יציבים מטבעם. זאת ועוד, השפעתם על המערכות האקולוגיות שבסביבתם כמעט אינה ידועה. "אני חושב שאין לנו די ידע על ההשלכות של ניצולם באופן סביר מבחינה סביבתית," אומר פאול.
תקוע באולם המתנה קפוא של נמל תעופה
הבנת טיבם החמקמק והבלתי צפוי של ההידראטים עומדת ביסוד האפשרות לקבוע אם אפשר לכרות אותם באופן אמין ואם הם עלולים להגביר את התחממות כדור הארץ.
די בנגיעה בהידראט, לדוגמה, כדי לגרום לו להמריא ממוצק לגז ולהרוס ניסוי. לכן הנחה פאול את צוות ה"ווסטרן פלייר" שלא לגעת ולחפור בפיסה הקרחונית המבצבצת מן התלולית עד סוף הצלילה. הרובוט ריחף מעל הקרקעית העכורה, הירקרקה, והתלולית התנשאה מולו כמו שלפוחית ענק שנקבים פזורים בה פה ושם, כאילו פגעו בה מטאוריטים קטנטנים. פאול סבור שהנקבים הם מקומות שבהם נשברו פיסות הידראט ונפלו בגלל זעזועים זעירים כמו חבטה של דג. בכל מקום שיש מרבצים בים, אפשר לראות פתיתים שלגיים של הידראט צפים מעלה בעקבות בועות גז, כמו שביטים זעירים הנמשכים בשובלם אל פני המים.
הידראטים נוצרים ומתפרקים כל הזמן בכל אזור היציבות. באחת הצלילות, זיהה הסונר של "דוק ריקטס" זרם של בועות גז הנובע מן התלולית. פאול רצה לדעת אם הגז הזה נוצר ב"מטבח" חם עמוק בקרום כדור הארץ, בדומה לנפט ולגז טבעי, או שהוא נוצר בתהליך ביולוגי שבמהלכו חיידקים מסוגים שונים מעבדים חלקיקים של חומר אורגני ששוקע ומצטבר בשכבת המשקע. כמעט כל המרבצים מכילים גז ממקורות ביוגניים, ומקצתם מכילים גז גם ממקורות תרמיים. הבנת התמהיל הזה אולי תעזור לענות על השאלה איך נוצרה התלולית ומה יש מתחתיה. פאול ביקש מן המפעיל להוריד את הרובוט אל מקור הבועות: בקע אפלולי, מוקף צדפות הניזונות מחיידקים המתקיימים בעצמם מכימוסינתזה, המרת מתאן לאנרגיה.
הצוות הנחית את "דוק ריקטס" על ההידראט החשוף, והמצלמות קלטו מיד סרטן שהתמקם לו על יד הבועות כשהוא מנסה בקדחתנות לגרוף אותן אל פיו בצבתותיו. מאחר שטמפרטורת המים היתה רק שתי מעלות והלחץ היה עצום, יצר הגז גבישי הידראט קטנים במהירות ועיטר את אברי הפה של הסרטן בזקן לבן ומגוחך למראה, מה שסיכל את ניסיונותיו לאכול את הבועות. ביולוג שהיה על הסיפון אמר שסרטנים המנסים לבלוע בועות מתאן הם מראה שכיח, אף על פי שככל הנראה הם אינם מפיקים מכך כל ערך תזונתי.
כדי להימנע מאותה צרה שפקדה את הסרטן, חיברו מהנדסי המכון יחידת חימום לצינורות הממלאים את בקבוקי הדגימה, שהרובוט שולט בכולם. ובכל זאת היה צורך לבצע כמה צלילות נוספות בימים שאחר כך כדי ללקט כמות דגימה שדי בה לקבוע את היחס שבין הגזים התרמוגניים ובין הגזים הביוגניים שבתערובת.
פאול ביקש גם לדעת מה גילה של התלולית כדי להבין כמה זמן ארכה היווצרותה. הצוות הנחית את "דוק ריקטס" על קצה התלולית ובעזרת זרועותיו הוא נעץ בה צינורות מיוחדים כדי לדגום את תוכה. היו מקומות שבהם הצינורות ננעצו בקלות במשקע הקפוא והמלוכלך, והיו מקומות שבהם נתקלו בהתנגדות של חומר קשה, קרח או סידן פחמתי לדוגמה.
באמצע העבודה, הופיעו בועות מוזרות בצבע כחול בהיר מול פנסי הרובוט. בחדר הפיקוח, העלה גאולוג ה-USGS את ההשערה שאלה בועות נפט. דליפות דלק טבעיות, שבהם נפט מחלחל החוצה ממאגרי נפט וגז תת-ימיים, מתרחשות כל הזמן בקרקעית הים. דוח של האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב שפורסם ב-2003 העריך שמדי שנה כ-680 מיליון ליטרים של נפט מחלחלים מעלה אל מימי האוקיינוסים בעולם. הנזילות האלה, שקהילות גדולות של צדפות, תולעים ואורגנזימים אחרים מתקיימות עליהן, מוכיחות עד כמה קשה לקבוע מהי סביבה בריאה אם יפיקו אנרגיה מהידראטים.
לאחר שדגימות קידוח באורך שני מטרים הועמסו על "דוק ריקטס", נדרשה לצוות עוד שעה כדי להעלות את הרובוט ואת מטענו לספינה. כשנכנס הכלי דרך דלתות ההזזה של מנעל האוויר שבגוף הספינה, הוא הדיף ריח חזק של נפט ושל ביצים סרוחות. החוקרים אחסנו כמה מן הדגימות בתאי הקפאה לניתוח מאוחר יותר והחלו לעבד כמה מהן על הספינה. ליבות הקידוח הבוציות היו דומות לבלילה של בראוניז. הן בעבעו מרוב גז שהומס בהן.
פאול וצוותו הזדרזו לעבד את הדגימות הקטנות יותר. הם הוציאו את הליבות מן הצינורות והניחו אותן על מגשים כדי למדוד כל סנטימטר של משקע ולקבוע מתי הוא שקע. הבוץ הרקבובי שהונח מולי הכיל זירה של מסיבת חיידקים פרועה: המשקעים הקרים האלה מכילים סוגים רבים של יצורים חד-תאיים המייצרים מתאן, צורכים מתאן, ומחליפים מולקולות גפרית במולקולות חמצן. גבישי ההידראט, גדולים ככל שיהיו, הם רק תחנות מעבר שבהן עובר מתאן מן המשקע שמתחת לקרקעית הים ובין המים שממעל. לורנסון משווה את החלל הזה ל"אולם המתנה בנמל תעופה," שבו כולם מחכים לתורם להמריא.
ג'רלד דיקנס, מדען כדור הארץ מאוניברסיטת רייס, מתאר את ההידראטים בעולם כמחסן ענק של מתאן העולה אל המשקעים מלמטה או נוצר בהם. המחסן מחזיק את הגז, ואז משחרר אותו לאט אל מי הים ואולי גם לאטמוספרה. מה שלא ידוע הוא מהירות הפעולה של המחסן הזה, כלומר כמה זמן המתאן ממתין לפני שהוא נפלט. הגז מחכה שם אולי שבעה מיליון שנה ואולי משתחרר מהר באופן יחסי, מה שעלול להחמיר את ההתחממות הגלובלית.
העובדה שהחוקרים אינם יודעים לבטח כמה מתאן בעצם מחכה במחסנים האלה שבעומק הים, מוסיפה על אי הוודאות. ב-2011 הגיע דיקנס, על סמך מחקרים רבים, להערכה של 170 עד 12,700 מיליארד טונות של פחמן, טווח רחב מאוד המלמד על גודלה של האי ודאות. הקצה העליון של טווח ההערכה רומז שמרבצי הידראט המתאן אוצרים אולי יותר מפי שלושה מסך הפחמן שבכל עתודות הדלקים המחצביים המכומתות, סך הנאמד ב-4,000 מיליארדי טונות של פחמן.

גלי צונמי של מתאן
בהיותם מחסנים, ההידראטים יכולים גם לשחרר כמויות גדולות של אנרגיה בבת אחת, מה שמדאיג את החוקרים הן מן ההיבט האקלימי והן מן ההיבט המשאבי. הואיל ולהידראטים כושר ציפה גבוה, הם עלולים להיות מסוכנים אם מטרידים אותם משלוותם. כשמביאים מטר מעוקב של הידראט לטמפרטורה וללחץ הסביבה הרגילים, הוא מתנפח ל-164 מטרים מעוקבים של מתאן גזי ו-0.8 מטרים מעוקבים של מים. כשרעידות אדמה מטלטלות הידראטים, התנפחויות כאלה עלולות להביא למפולות אדמה, ואלה עלולות לחולל צונמי. מדענים סבורים שאפקט דומינו כזה אשם ב"מפולות סטורגה", שהִכו באי הבריטי לפני 8,100 שנה, וגם ב"צונמי סיסאנו" שהרג יותר מ-2,000 בני אדם בפפואה גיניאה החדשה ב-1998.
מניעה של אסונות גאולוגיים כאלה היא אתגר העומד לפני כל מי שמבקש לכרות הידראטים לצורכי אנרגיה. כדי לשאוב נפט וגז רגילים, קודחים בסלע אל מאגרים תת-קרקעיים סגורים. אבל המתאן שבהידראט מצוי במוצק שצריך לשנות את מצב הצבירה שלו לגז כדי לחלץ את המתאן ממנו, מה שמזעזע את המבנה כולו.
דאגה כלל-עולמית רחבה יותר היא מה קורה למתאן לאחר שההידראט מתפרק. אם הוא נפלט לאטמוספרה ולא נשאר בים עלולה להיות לו השפעה דרמתית על האקלים. הזדמן לי לראות פיסת הידראט עולה בעמודת המים. באחת הצלילות, נגס הרובוט גוש של הידראט בגודל מֵלון מן הקטע החשוף בעומק של 1,800 מטר. הגוש הנוטה לצוף נמשך כלפי מעלה, והרובוט התקשה להכניס אותו לשק המרושת. אחד החוקרים שהתבונן בניסיון כינה את המחול המתסכל "כדורסל בכבידה הפוכה". מחדר הבקרה, נראה שבמים עמוקים הכדור נשאר פחות או יותר שלם. אבל כשהרובוט יצא אל מעל לאזור היציבות, עוד ועוד גז השתחרר, והשק התכסה הינומה של בועות. כשסוף סוף הגיע הרובוט לפני המים, נפח ההידראט הצטמצם לנפחן של כמה כפיות.
על הסיפון, מיהר לורנסון לטבול את הדגימה הנעלמת בחנקן נוזלי כדי לשמור אותה לבדיקות מאוחרות. הוא גם הצית חלק קטן מן הדגימה והציע לי לטעום פרור אחר שלה. החומר תסס בפה והיה מבחיל כמצופה מסורבה פחממני כזה, למעט טעם ארומטי שנשאר אחריו, שהיה כמעט כמו מנטה.
העלייה הפראית הזאת אל פני המים יכולה לרמז על כמות המתאן שתיפלט לאוויר. הכימאי הימי פיטר ברואר ממכון מפרץ מונטריי נעזר בטומוגרפיית לייזר לבדיקת הידראטים שצפים מעלה. הוא מצא שהם מתפרקים גם מבפנים וגם מבחוץ. ניסוי אחר הראה שהבועות יוצרות כעין קליפות הידראט דקות, כמו כדורי פינג-פונג שמבעבעים ומתרוצצים לכל עבר בעודם עולים. בירור הפיזיקה והכימיה של התפרקות ההידראטים, אומר ברואר, יעזור לחוקרים לקבוע היכן היא מתרחשת בעמודת המים, איך מיקרואורגניזמים ימיים צורכים את המתאן, כמה, אם בכלל, מצליח בדרך כלל להגיע אל פני המים וכמה מתאן צפוי להיכנס לאטמוספרה.

אקדח מעשן
הידע הזה יוכל לעזור ביישוב פולמוס חריף המתנהל בקרב המדענים זה יותר מעשור: האם התחממות האוקיינוסים עלולה להביא לשחרור מסיבי של מתאן והאם השחרור הזה עלול לשבש את כושרם של האוקיינוסים לקלוט את המתאן הזה. תיאוריה מוקדמת המכונה השערת "אקדח הקלאתראט" (Clathrate Gun Hypothesis, בהקשר זה, קלאתראט היא מילה נרדפת להידראט – העורכים) טוענת שמצבורי הידראטים הולכים ונבנים ואז משחררים מתאן באירועים קטסטרופליים מחזוריים אחת לכמה אלפי שנים. אין עדויות למחזורים כאלה בממצאי המאובנים, אבל ייתכן ששחרור יחיד של כמות מתאן גדולה לפני 55 מיליון שנה תרם להתחממות מהירה של כדור הארץ באירוע שהביא את הטמפרטורות לשיא, ומכונה "המקסימום התרמי" (PETM).
לעומת זה, מודלים שבנה דייוויד ארצ'ר מאוניברסיטת שיקגו, רומזים שההידראטים אולי משחררים מתאן באופן רציף על פני אלפי שנים, שחרור שעלול להביא לשינוי גדול בהתחממות הגלובלית: הטמפרטורה העולה תגרום לחלק מן ההידראטים להתחמצן בים לפחמן דו-חמצני, CO2, ולהאריך את מגמת ההתחממות.
ייתכן שסכנה מידית יותר נשקפת מן ההידראטים היבשתיים, הכלואים תחת קרח העד באזור הארקטי, ומאלה המצויים במים רדודים סמוך לחוף באזורים האלה. צוות בראשות נטליה שַחוֹבָה מאוניברסיטת אלסקה בפיירבנקס האריך בנובמבר 2013 שמדף הקרח של מזרח סיביר פולט 17 מיליון טונות של מתאן לאטמוספרה בכל שנה, פי שניים מן ההערכות הקודמות. שַחוֹבָה גילתה כמות נכבדת של בועות מתאן העולות ממרבצי הידראט מכוסי קרח-עד בעומק של 50 מטר מתחת לפני המים. בסערות, הפוקדות את האזור תדיר, הבועות האלה, כך נראה, מתפזרות באטמוספרה באופן ישיר. לפני שיחקרו עוד, אי אפשר לדעת אם הדינמיקה הזאת מאפיינת את כל האזור הארקטי ואפילו לא אם מקורו העיקרי של המתאן הוא בהידראטים או בקרח העד. גם זאת היא עוד "קופסה שחורה" בתמונת העולם שלנו.והמחקר בספינה שלנו רק הוסיף למסתורין. ביומי האחרון בים, בחן פאול כמה מדגימות הקידוח הקטנות ב"מעבדה הרטובה" הגדולה של ה"ווסטרן פלייר", כהקדמה לתוצאות של ניתוח הדגימות הארוכות, הקפואות, שייערך במכון הגאולוגי של ארה"ב. הוא שיער שהמשקע שראינו בראש התלולית חדש באופן יחסי, ואת ההשערה הזאת הוא יכול לבחון על ידי חיפוש שרידי DDT בדגימה, חומר שהופיע רק אחרי 1945. אבל נראה שהמשקעים תפחו כשלפוחיות בקרקעית האוקיינוס, והדבר מרמז שהם הצטברו במשך כ-10,000 שנה, עדיין חדשים במונחים גאולוגיים.
לימים, ניתוח שברי ההידראט הקפוא שלורנסון שלח לבית הספר למכרות של קולורדו גילה שהתלולית מכילה לא רק מתאן משלה, אלא גם סוגרת תחתיה מערכת של מאגרים. החוקרים בקולורדו מצאו כמה יחסים שונים בין האיזוטופים של פחמן, ומכאן שהמתאן בהידראט מגיע משני מאגרים עמוקים וחמים שונים ומשני סוגים שונים של גז ביוגני.

פירוש הדבר הוא שהגז זרם מעלה ממקור חם ולא מוכר בעומק קרום כדור הארץ. הוא אסף עמו גז אחר ממקור חם רדוד יותר ואז השתחל דרך המשקעים וצירף אליו את הגזים הביוגניים, ובהם אחד שייצרו חיידקים שפירקו נפט קל למתאן. לורנסון הופתע: "זה מראה את מורכבות הנדידה [של נפט וגז]. איננו מבינים מה עושים שם כל השחקנים הראשיים האלה."

בניסיון למדוד תלולית אחת בלבד, נתקל הרובוט בעולם גדול בהרבה הרובץ מתחתיה. התלולית שלנו לא הייתה אלא פקק קטן הסותם מצבור עצום של מתאן ונפט. מתברר שהידראט המתאן מאתגר אותנו בשאלות פשוטות כמו האם הוא ברכה אנרגטית או קללה אקלימית, ומציב חידות גדולות הרבה יותר בדבר פעולתן של מערכות גלובליות וסדרי הזמנים שהן כפופות להם. המדענים צריכים להשיב על השאלות האלה, תוך השקעה גדולה הרבה יותר במדע היסודי של כדור הארץ, כדי להבין כיצד החומר המסתורי הזה מקשר בין פחמן שמקורו בחיים שהיו פעם על פני האדמה ובין עתיד כוכב הלכת.

 

על המחברת
ליסה מרגונלי (Margonelli) היא מחברת הספר Oil on the Brain: Petroleum’s Long Strange Trip to Your Tank. היא כותבת כעת ספר על טרמיטים בעבור סיינטיפיק אמריקן והוצאת פארר שטראוס וגירו.
בקיצור
הידראטים של מתאן הם מרבצים גדולים של גז הכלוא במבני קרח רחבי ידיים מתחת לקרקעית הים בסמוך לחוף. ייתכן שאצורה בהם יותר אנרגיה מאשר בכל עתודות הנפט, הפחם והגז הטבעי בעולם.
מדענים בוחנים מקומות שבהם ההידראטים מבצבצים אל פני השטח כדי לקבוע כיצד להפיק מהם אנרגיה. הם גם בודקים אם המתאן ישתחרר בקלות כשהתחממות הגלובלית תחמם את מי הים. במקרה כזה, המרבצים עלולים לפלוט כמויות עצומות של גזי חממה.
בתרחיש של אסון אחר המרבצים עלולים להתפרק במהירות בגלל רעידות אדמה, והגז המתפשט עלול לחולל גלי צונמי.
עוד בנושא
Methane Hydrates and Contemporary Climate Change. Carolyn D. Ruppel in Nature Education Knowledge, Vol. 3, No. 10, Article No. 29; 2013.
בלוג שעקב אחר משלחת המחקר המתוארת במאמר:

מתאן: איום מגיח מן הקרקעית. מאת קייטי וולטר אנת'וני, סיינטיפיק אמריקן ישראל, אפריל-מאי 2010. 

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

7 תגובות

  1. מחיר הפקת דלק מפצלים שקול בערך ל- 50 דולר לחבית. כרגע מחירי הנפט נעים סביב מחיר זה. אין שום הפסד, כי ארצות הברית רוצה קודם כל לספק דלק לעצמה ולהרוויח ממוצרי תעשיה אחרים. אם הטכנולוגיה של פצלים תשתפר המחיר ירד יותר.

    נפט רגיל יכול לרדת למחירים נמוכים יותר אך למפיקות הנפט אין אינטרס לרדת יותר, לכן מחירי הנפט יתייצבו כנראה על מחירי הדלק מפצלים.

  2. במחשבה שניה אולי מחרי הנפט ישארו נמוכים זמן רב,מאחר וארצות הברית בונה מאגרי ענק של נפט,"בנק" נפט זה יתן להם שליטה בשוק.(בדומה למה שעשתה סעודיה). הרוסים היו צרכים לאמץ דפוס פעולה כזה,או לנסות למכור יותר נשק ,מזון או תוצרת אחרת.(אולי נגמר עידן הנפט היקר? סעודיה ורוסיה יכלו להתבסס על תירות?) חוזר בי,אני לא נביא!

  3. אר יאיר, כל הנפט מפצלים לא נמכר במחיר הראלי .כי ההפקה שלו יקרה. מדובר בבואה שהתפוצץ.נראה שזה ניסיון אמריקאי לפגוע ברוסיה.כמה זמן זה יחזיק(שנה שנתיים?)

  4. אז זו הסיבה לכמויות האדירות של הגז הרוסי.גם כך מחיר האנרגיה כל כך נמוכים שזה הרס את כוח הקנייה של יצואני הנפט והגז.מה ששיבש את כל הכלכלה העולמית.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן