Washington, DC – Bepaalde soorten methaanhydraatafzettingen langs de continentale randen – enorme voorraden methaan die worden vastgehouden in roosterachtige ijsstructuren in mariene sedimenten – worden gevormd via een proces dat kan worden gecontroleerd door de wisselwerking tussen de dynamiek van gasbellen, warmteoverdracht en de accumulatiesnelheid van hydraten . Een team onder leiding van onderzoekers van Rice University laat zien dat het proces, dat capillair-aangedreven hydraatvorming wordt genoemd, grote belvormige hydraatafzettingen kan opbouwen over een tijdschaal van tientallen tot honderdduizenden jaren.

Een nieuw artikel in het tijdschrift *Nature Geoscience* beschrijft hoe het team capillaire druk, een kracht die inwerkt in de smalle kanalen en poriën van marien sediment, in een computermodel heeft opgenomen om de groei en migratie van methaanhydraat in de loop van de tijd te simuleren. Hun resultaten zouden de beoordeling van de methaanhydraatbronnen kunnen verbeteren, evenals schattingen van de hoeveelheid methaan die onder verschillende klimaatomstandigheden in de atmosfeer en oceanen van de aarde vrijkomt.

“Capillaire-aangedreven hydraatvorming brengt een positieve feedbackloop met zich mee tussen de groei van gasbellen in zeesediment en de vorming van methaanhydraat eromheen”, zegt hoofdauteur Zhenzhen Sun, een voormalig postdoctoraal onderzoeker bij Rice en nu verbonden aan de faculteit van Sun Yat. sen-universiteit in China. “Gasbellen kunnen zich ophopen en tot centimeters of groter worden als de snelheid van de toevoer van methaangas groter is dan de snelheid van het methaanverbruik door microbiële ontbinding.”

Terwijl de gasdruk in deze bellen toeneemt, zo legden de onderzoekers uit, overwint het de capillaire krachten in het sediment en creëert het routes voor beluitbreiding. Wanneer gas in deze paden lekt, vormt zich hydraat op de poriewanden en minerale oppervlakken, waardoor hydraatrijke omhulsels ontstaan ​​die de hydraatstructuren verder versterken en laten groeien.

“Wat het interessant en anders maakt, is dat de gasbellen zich altijd in het midden van de hydraatafzettingen bevinden, en dat de hydraatafzettingen de bellen beschermen tegen het zeewater, dat ze anders zou oplossen”, zegt co-auteur Lucile Brunet, een postdoctoraal onderzoeker. medewerker bij Rice's Department of Civil and Environmental Engineering en hoofdauteur van een gerelateerd artikel in *Geochemistry, Geophysics, Geosystems*.

Co-auteur Andrea Fildani, universitair hoofddocent civiele techniek en milieutechniek en aard-, milieu- en planetaire wetenschappen bij Rice, zei dat capillair-aangedreven hydraatvorming een belangrijk mechanisme zou kunnen zijn voor de vorming van gashydraatafzettingen in mariene sedimenten.

“Ons model suggereert dat capillaire hydraatvorming zowel de gelokaliseerde grote afzettingen zou kunnen verklaren die werden gedetecteerd door seismische methoden op een diepte van honderden meters onder de zeebodem, als de meer wijdverspreide hydraatafzettingen die worden aangetroffen in mariene sedimenten net onder de zeebodem. zei hij.

Fildani zei dat het model zou kunnen worden gebruikt om de stabiliteit van hydraatafzettingen onder veranderende klimaatomstandigheden te beoordelen. "Aangezien gashydraten kunnen fungeren als kooien die methaan in hun kristalstructuur vasthouden en voorkomen dat het in de atmosfeer terechtkomt, hebben onze bevindingen implicaties voor het begrijpen van de hoeveelheid methaan die vrijkomt als het klimaat opwarmt", zei hij.

Fildani en Brunet zijn lid van het Rice Center for Energy Studies.