Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2000 № 04

Но ведь природный газ обычно сопутствует добыче нефти, можете сказать вы. И если иссякнут нефтяные скважины, то не будет и газа…

Все верно. Но… лишь отчасти. Потому что, как выяснилось сравнительно недавно, большая часть метана в природе содержится в виде газогидратов.

Газогидраты были открыты лет тридцать тому назад советскими учеными во главе с академиком Н.В. Черским. Именно ему и его ученикам принадлежит идея о том, что дно морей может быть устлано твердым, замерзшим газом, дополнительно сжатым давлением вышележащих слоев воды и прикрытых сверху лишь тонким слоем осадочных пород.

Сначала в такую возможность мало кто верил. Однако экспедиции, проведенные в различных районах Мирового океана, убедили скептиков: дно действительно практически повсеместно устлано этими самыми гидратами — хоть черпай их экскаваторными ковшами…

Сегодня уже известно, что образование газогидратов — то есть соединений природного метана с водой — происходит в условиях, непривычных для нашей земной жизни, но вполне типичных для океанских глубин. Они, эти условия, определяются высоким давлением и низкой температурой, царящими на дне океана.

Однако откуда берется метан на дне моря? В тех местах, где океаническая плита, сдвигаясь, уходит под континентальную, возникают зоны сильнейшего сжатия. Возникающее давление и выдавливает метан. Одна из таких зон находится у западного побережья Северной Америки. Это фактически подтверждено экспедицией, работающей там с 90-х гг. нашего века.

Германский геолог Юрген Миллер, руководитель одной из таких поисковых экспедиций, названной «Себек» — «Морское дно«, — утверждает, что сегодня ученые имеют все основания считать, что газовая смесь, заключенная в донной породе, на 99 процентов состоит из метана.

Образцы газогидратов, поднятые на поверхность, бережно сохраняются в специальных холодильниках. По мере надобности их переправляют в лаборатории для дальнейшего изучения. Такой работой, например, занимаются в ФРГ, в полярной лаборатории Института имени Альфреда Вегенера. Причем в лаборатории есть условия, позволяющие обеспечить сохранность гидрата в первозданном виде. Иными словами в помещении круглый год поддерживают мороз в минус 27 °C, так что сотрудникам приходится работать в теплой одежде и перчатках.

По внешнему виду образцы гидрата напоминают измазанные в грязи куски льда. Собственно, это и есть лед с высоким содержанием метана.

Как уже сказано, 99 процентов в газогидратах — это метан. Остальное — сероводород, углекислый газ и некоторые другие примеси. От них, кстати, во многом зависит, при каких условиях соблюдается стабильность гидрата. Зная это, можно затем ответить на основной вопрос: когда и при каких условиях данный образец гидрата образовался?

К работам геофизиков последнее время стали проявлять интерес и климатологи.

Дело в том, что многие из них полагают: по заключенным во льду газовым включениям можно проследить историю нашей планеты. Исследование пузырьков газа показывает, что раньше в земной атмосфере было значительно меньше газов, вызывающих парниковый эффект — метана и двуокиси углерода.

Многие климатологи ныне опасаются, что если при всеобщем потеплении газогидраты начнут распадаться на составляющие их компоненты, то метан уйдет в атмосферу и значительно изменит ее состав. Ведь по мнению некоторых специалистов, до половины всего углерода на Земле содержится именно в составе гидратов! А ведь даже 1–2 процента углекислого газа в атмосфере существенно влияют на экологию.

Впрочем, пока у ученых недостаточно информации о действительном содержании гидратов на морском дне.

Для уточнения запасов предстоит провести детальную разведку и контрольное бурение на многих его участках. Например, канадцы используют для подобных исследований мощный робот весом в 200 т, способный опускаться на глубину до 5 км.

Во время одной экспедиции он обследовал морское дно на площади 6000 кв. м, взяв пробы вод и грунта, а также проведя уникальные видеосъемки придонных образцов флоры и фауны.

Примечательно, что последнее время геофизики и геологи стали интересоваться растениями не меньше, чем биологи и океанологи. Дело в том, что обитатели морского дна могут послужить своего рода индикаторами, указывающими на наличие в том или ином месте газогидратов, так как между известковыми глыбами, возникающими на дне в результате геохимических и тектонических процессов, происходит истечение метаносодержащих жидкостей, которые являются основой для существования определенного вида моллюсков и водорослей. Наличие этих представителей флоры и фауны может служить достаточно надежным признаком, что в данном месте из-под дна выделяется метан.

В открытом море, в 60 км от побережья Японии, неподалеку от знаменитой горы Фудзи, начаты бурильные работы с вышки полупогружного типа. Дойдя до дна и углубившись в него на 350 м, инженеры из Японской национальной нефтяной компании собираются впервые в мировой практике начать промышленную добычу нового топлива — газогидрата метана.

Добывать с большой глубины твердое вещество не совсем удобно, именно потому до недавнего времени гидраты интересовали геологов лишь теоретически, а производственникам образование гидратов непосредственно в трубах газопроводов доставляло лишь одни неприятности. Ныне положение, похоже, понемногу начинает меняться. И тут японские промысловики оказались в первых рядах. Они давно уже ищут способ освободиться от иноземной зависимости, обзавестись собственными кладовыми топлива. Ведь ныне нефть, уголь и природный газ им приходится завозить из других стран.

По словам главного инженера Японской национальной компании Ямото Якамура, еще в 1994 г. японцы разработали программу исследования гидратов, в которую входили все составляющие его комплексного использования. Были рассмотрены все возможные способы добычи метана и его использования в промышленности и быту.

В рамках этой программы в прошлом году японские геологи вместе со своими канадскими коллегами пробурили скважину в дельте реки Маккензи, на северо-западе Канады, в зоне вечной мерзлоты. Там на глубине 900 м были обнаружены пласты гидрата, достигавшие 200 м толщины. Геологи подняли на поверхность керны песчаных осадочных пород и убедились, что газогидрат заполняет все пустоты между песчинками.

«Наша задача заключалась в том, чтобы измерить, сколько гидрата содержат осадочные породы, — объясняет Скотт Далимор, сотрудник геологической службы Канады. — Оказалось, что песок занимает 65 процентов общего объема, остальное же приходится на пустоты. И хотя лишь четвертая часть их заполнена гидратами, этого вполне достаточно, чтобы месторождение было признано перспективным».