(Prima parte) Introduzione Come forse molti di voi ormai sanno sono un appassionato di fantascienza. Nel 1997 fa lessi il libro "SISTEMA VIRTUALE XV" di JOHN BARNES. Un libro molto bello che vi consiglio di leggere. Tratta di una Terra sconvolta da un effetto serra dirompente, con tornado e uragani la cui velocità del vento è addirittura ultrasonica. Ma da cosa fu causato questo effetto serra? Sorpresa. Non dalla CO2 o dai gas immessi dall’uomo nell’atmosfera, ma da un gas di origine naturale: il metano. Non il metano che tutti conosciamo, ma da un particolare metano chiamato Clathrate Idrato o Methane Hydrates, un composto di molecole di metano intrappolate all’interno del ghiaccio. Questo ghiaccio si troverebbe in enormi quantità nei fondali oceanici. Nel caso descritto dal libro la
fusione di questo ghiaccio e la conseguente liberazione del metano in
esso contenuto, fu causata dall’esplosione di una bomba atomica sotto la
calotta artica. Si che il metano è un gas serra molto più efficiente della CO2, ma ne occorrono comunque quantità enormi per produrre un effetto serra così marcato. Così cominciai a fare delle ricerche. Che cosa è Innanzi tutto che cosa è un clatrato?
Ma da dove arriva tutto questo metano? Sorpresa: il metano contenuto nel clathrate è di origine biologica. Tutta la massa biologica degli oceani quando muore si deposita sui fondali, qui nella quasi totale mancanza di ossigeno si decompone. La decomposizione organica anaerobica produce metano, questo subito si lega alle molecole di acqua a bassa temperatura. Nel corso di centinaia di migliaia di anni si accumulano così enormi quantità di metano. Storia Il clathrate idrato fu scoperto all’inizio del 1800 da due scienziati: Humphrey Davy e Michael Faraday. Stavano sperimentando miscele di cloro e acqua congelate, e notarono che queste miscele congelavano a temperature superiori allo zero. Durante il resto del secolo, molti altri scienziati studiarono questi materiali sconosciuti, e scoprirono che la molecola dell’acqua ghiacciata poteva ospitare al suo interno una molecola più piccola di un’altra sostanza, e questo stabilizzava il ghiaccio a temperature ad di sopra dello zero. Catalogarono molte molecole che potevano essere usate come “ospite”, per ogni varietà fu definita la temperatura per il quale il composto era stabile. Tuttavia, siccome in natura questi composti non erano conosciuti, rimasero come curiosità accademiche. La ricerca sui gas idrati subì un nuovo impulso nella seconda metà degli anni ’30, quando E.G. Hammerschmidt scoprì che l’idrato era il responsabile dei “tappi” di ghiaccio che si formavano nelle condutture di gas naturale, specialmente quelle situate nei climi freddi. Nei 40 anni successivi i ricercatori studiarono la fisica dei clathrati con lo scopo di comprenderne il modello e produrre degli additivi che ne impedissero la formazione. Verso la fine degli anni 60, l’interesse per i clathrati ha cominciato a cambiare drammaticamente quando "il gas naturale solido" o Methane Hydrates è stato osservato come costituente naturale dei sedimenti sotto la superficie nei giacimenti di gas giganti del bacino occidentale della Siberia. Sucessivamente l'idrato è stato trovato anche come giacimenti a se stanti nel permafrost del nord dell'Alaska. Gli scienziati, specialmente quelli della vecchia Unione Sovietica, cominciarono a supporre che le condizioni di pressione e temperatura necessarie per la formazione dei clathrati dovessero esistere non soltanto nelle regioni dove è presente il permafrost, ma anche sui fondali degli oceani. La caccia globale al clathrate era cominciata.
Agli inizi degli anni ’70, nel corso del progetto “Deep Sea Drilling Project”, predecessore dell’attuale “Ocean Drilling Program”, un programma che si occupa di condurre ricerche sulla storia dei fondali marini, è stata trovata una caratteristica insolita del fondale presso la Blake Ridge, localizzata nella piattaforma continentale atlantica del Nord Carolina, una anomalia nella propagazione delle onde sonore nei sedimenti, questa anomalia consisteva nella riduzione della propagazione delle onde sonore. E’ stata fatta una serie di perforazioni campionate che hanno riscontrato la presenza di Clathrate stabile. In seguito tale anomalia è stata riscontrata in tutte le piattaforme continentali intorno al mondo, ed è sempre abbinata alla presenza del Clathrate. Successivamente è stato scoperto che la causa principale dell’anomalia è l’accumulo di metano libero sotto la zona cuscinetto di idrato. Di conseguenza la distribuzione dell’anomalia può rappresentare soltanto un sottoinsieme di tutta la zona comprendente il clathrate. Poiché l'idrato una volta rimosso dal suo ambiente naturale dissocia rapidamente (simile alla fusione), nessuno realmente ha visto il metano marino idratarsi fino al 1974 anno in cui gli scienziati sovietici hanno recuperato grandi noduli dal pavimento del Mar Nero. Dobbiamo arrivare alla fine degli anni ’90 per vedere due progetti per lo sfruttamento commerciale del metano estratto dai giacimenti di clathrate.
Il primo (Mallik 3L-18C) è del 1998, la perforazione è stata eseguita nel permafrost del delta del fiume McKenzie nei territori di nord-ovest del Canada. Il secondo pozzo è opera di un consorzio giapponese ed è stato eseguito l’anno seguente, è localizzato a 3.100 piedi di profondità al largo del litorale a sud-est del Giappone adiacente ad una fossa profonda dell'oceano conosciuta come la depressione di Nankai. Entrambi i pozzi hanno mostrato la presenza di grandi volumi dell'idrato del metano. Tuttavia, la prova di produzione non è ancora stata realizzata su nessuno dei due pozzi. Negli U.S. il riconoscimento che esistono immensi giacimenti di metano idrato ha provocato domande che devono essere risolte prima che la produzione commerciale di metano possa essere tentata. Un insieme delle domande verte sul ruolo che il metano idrato svolge nell'ambiente naturale compresa la relativa interazione con le forme di vita dei fondali oceanici, stabilità dei sedimenti oceanici, il ciclo di carbonio globale, e cambiamento di lunga durata di clima. Un secondo insieme si occupa dei rischi connessi all’utilizzo delle attrezzature convenzionali usate per l’estrazione del petrolio e gas naturale che potrebbero non essere idonee all’estrazione del clathrate. Il giacimento di Messoyakha (Siberia nord-occidentale) è l’unico esempio al mondo di produzione di gas dagli idrati. Le riserve potenziali di idrati del gas sarebbero enormi e sono state indicativamente valutate a 50 volte quelle convenzionali di gas naturale. Tuttavia il contributo degli idrati al fabbisogno mondiale di gas dipenderà dalla soluzione dei difficili problemi tecnici riguardanti principalmente la loro produzione dai fondi marini, e dalla riduzione degli elevati costi di separazione del gas dagli idrati.
Dove si trova e in quali quantità
Fonte: Offshore Technology Conference 2001, Houston (USA)
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