Что горючий лед гидрат. Что такое «горючий лед»? Бермудский треугольник — метангидратовая ловушка

Впервые добытый Китаем «горючий лед» не выдержит конкуренции с российским природным газом в ближайшее десятилетие. Для энергетической революции необходимо сначала отработать технологию и значительно снизить себестоимость его добычи, считает преподаватель Финансового университета при правительстве РФ Игорь Юшков.

Китайский "горючий лед"

Китайские нефтяники первыми в мире добыли со дна Южно-Китайского моря », или иначе гидрат природного газа. Сами китайцы тут же назвали свой успех колоссальным. По их мнению, «горючий лед» способен совершить переворот в энергетике, сравнимый со сланцевой революцией. Всего ими было добыто около 120 кубометров энергоносителя, содержание метана в нем составляет 99,5%.

«Речь идет о газогидратах, и китайцы здесь не являются первопроходцами. Разработками занимаются разные страны практически с середины 20 века, и ближе к прорыву находятся скорее японцы. В прошлом году они уже заявляли, что опробовали промышленную добычу газа из газогидрата. В принципе газогидрат можно добывать, где угодно. Метан находится в небольшом слое илистых отложений, и если вы придете на болото или в подтопленную местность у пруда, то можете самостоятельно добыть метан с помощью обыкновенной шариковой ручки.

Известно, что наибольшие запасы газогидрата находятся на Байкале. Но на данный момент не существует коммерчески оправданной технологии добычи газогидрата, хотя над ней работают многие страны. Себестоимость добычи «горючего льда» будет значительно выше, чем покупка газа у других поставщиков из традиционных месторождений. Но если бы технология добычи вдруг стала доступной, то добывать газ из газогидратов стали все, и тогда бы началась мировая энергетическая революция», - комментирует ФБА «Экономика сегодня» эксперт.

Стоимость добычи "горючего газа"

Научный сотрудник Центра отраслевой экономики Научно-исследовательского финансового института Андрей Гордеев в свою очередь отмечает, что пока нельзя сравнить успех Китая со сланцевой революцией, так как она готовилась очень длительное время.

«Сначала мы увидим разработки и внедрения, но для них нужны серьезные инвестиции. Скорее всего, китайская технология добычи газогидрата не получит массового распространения в ближайшие годы. Кроме того, эра углеводородов будет сохраняться, даже несмотря на развитие альтернативной энергетики и электромобильного транспорта.

Основным камнем преткновения в данном случае является отсутствие инфраструктуры, так как ее внедрение остается капиталоемкой задачей. Конечно, открытие Китая в какой-то степени инновационное, но оно не станет концом эры углеводородов, таки нефть сохранит свои позиции на энергетическом рынке в ближайшее десятилетие», - объясняет нам собеседник.

В 2013 году впервые о добыче метана из «горючего льда» заявили японцы, при этом они не поднимали образцы гидрата со дна моря, природный газ после откачки воды поступал наверх по трубопроводу.

«Китайцы же подмораживают илистые отложения, а уже из него извлекают газ, то есть по сути они используют другой способ добычи. Весь вопрос в стоимости такой добычи. Если у нас стоимость добычи на скважине в среднем составляет 10-15 долларов, а на крупных месторождениях на Ямале и вовсе стремится к нулю, то в случае с «горючим льдом» она будет крайне высока.

Тот же сланец отрабатывал технологию добычи около 30 лет, пока она не дала приемлемые результаты, при этом газ на рынке тогда стоил дороже. Сейчас цена газа варьируется от 200 до 300 долларов за 1000 кубов, и развивать альтернативные источники при такой цене крайне тяжело, они просто не выдерживают конкуренции», - резюмирует Юшков.

Правообладатель иллюстрации Alamy Image caption Гидрат метана или "горючий газ": важный источник энергии в будущем

Китай впервые извлек газ из отложений гидратов метана на дне Южно-Китайского моря - это событие может стать поворотным для будущего энергетики во всем мире.

Китайские власти сразу же провозгласили, что это серьезное достижение.

Гидраты метана, известные так же под названием "горючий лед", содержат огромные запасы природного газа.

Многие страны, в том числе США и Япония, работают над решением проблемы эксплуатации отложений газовых гидратов, но их добыча и извлечение из них газа - сложная задача.

Что такое "горючий лед"?

Броское словосочетание описывает то, что является в реальности кристаллическим соединением воды и газа.

• Сибирский метан влияет на потепление

"Он напоминает кристаллы льда, но если рассматривать его на молекулярном уровне, то оказывается, что молекулы метана включены в решетку их молекул воды", - говорит профессор Правин Линга с кафедры химической и биомолекулярной технологии Национального университета Сингапура.

Официальное название субстанции - клатраты метана или гидраты метана, они формируются под высоким давлением и при низких температурах в слоях вечной мерзлоты или на дне морей.

Несмотря на свою низкую температуру, эти гидраты легко воспламеняются. Если поднести зажигалку, то газ, заключенный в замерзшей воде, начинает гореть. Вследствие этого гидраты и получили название "горючий лед".

При уменьшении давления и повышении температуры гидраты распадаются на воду и метан - очень большое количество метана. Один кубометр соединения выделяет до 160 кубометров метана, что делает его высококонцентрированным топливным ресурсом.

Однако загвоздка в том, что процесс извлечения из газовых гидратов горючего газа чрезвычайно сложен и дорогостоящ.

Газовые гидраты были впервые обнаружены на севере России в 60-х годах прошлого столетия. Однако исследования в области добычи гидратов из донных отложений начались всего 10-15 лет назад.

Ведущие позиции в этих исследованиях занимает Япония как страна, которая не имеет запасов ископаемых источников энергии. Подобные исследования активно ведутся в Индии и Южной Корее, у которых тоже нет запасов нефти.

Исследования в США и Канаде имеют свою специфику: они в основном изучают возможность добычи гидратов в районах вечной мерзлоты - на севере Канады и на Аляске.

В России ведутся исследования возможности добычи газа из огромных залежей метангидратов в зонах вечной мерзлоты в Западной Сибири. Они финансируются государственной корпорацией "Газпром".

Почему китайское достижение так важно?

Газовые гидраты могут изменить весь глобальный энергетический сектор и стать основным источником энергии в грядущие годы.

Огромные отложения гидратов существуют на дне всех океанов, особенно на краях континентальных плит. Разные страны ищут способы сделать добычу "горючего газа" безопасной и прибыльной.

Китай утверждает, что совершил прорыв в этой области и профессор Линга согласен с ним.

"По сравнению с результатами японских исследований китайские ученые добились впечатляющего успеха, сумев получить гораздо больше метана при экстракции, - объясняет он. - Это действительно значительное достижение".

Считается, что отложения газовых гидратов содержат в 10 раз больше газа, чем сланцевые месторождения. "И это только по самым осторожным оценкам", - говорит ученый.

Китай обнаружил "горючий лед" на дне Южно-Китайского моря в 2007 году. На многие районы в акватории этого моря одновременно претендуют КНР, Вьетнам и Филиппины, и территориальные споры обостряются наличием там огромных энергоресурсов.

Что будет теперь?

Как считает профессор Линга, успех Китая является только первым шагом на долгом пути к освоению нового ресурса.

"Впервые перспективы добычи гидратов выглядят обещающими, - говорит он. - Но полагаю, что только к 2025 году (самое раннее) мы сможем увидеть реальное коммерческое использование гидратов".

Как сообщают китайские СМИ, в районе Шенху в Южно-Китайском море удалось достичь уровня добычи в 16 тысяч кубометров в сутки газа высокой чистоты.

Однако профессор Линга предупреждает, что эксплуатация запасов газовых гидратов должна сопровождаться строжайшими мерами экологической безопасности.

Самым крупным риском в этой области является неуправляемый выброс в атмосферу огромных количеств метана, что может резко ускорить глобальное потепление. Метан является гораздо более эффективным парниковым газом, чем углекислый газ.

Поэтому задача состоит в том, чтобы добыть газ и не дать ему при этом вырваться на свободу.

Удалось добыть со дна моря «горючий лед» - соединение воды и газа, ставшее кристаллическим веществом под действием высокого давления и низких температур

Китай впервые добыл со дна моря «горючий лед». Как сообщило Центральное телевидение КНР, образцы были подняты с глубины более 1200 метров с подводной скважины примерно в 300 километрах к юго-востоку от Гонконга .

«Горючий лед» - это соединение воды и природного газа, превратившееся в кристаллическое вещество под действием высокого давления и низких температур. В одном кубометре этого энергоносителя содержится эквивалент 160 кубометров природного газа. «Наша страна заняла передовые позиции по добыче „горючего льда“. Это будет таким же крупным событием, как произошедшая ранее в США сланцевая революция», - заявили в китайском министерстве земельных и природных ресурсов. Что представляет собой «горючий лед»? Почему он пока не смог заменить природный газ?

«Возможно, это метановое топливо будущего. Но в настоящее время это, скорее, из области научных разработок перспективных. Конечно, прогресс идет довольно быстрыми темпами, но на земле еще достаточно много ресурсов газа, которые извлекаются гораздо с меньшими затратами и с меньшими технологическими проблемами. Есть просто запасы традиционного газа, для которых нужно пробурить скважину глубиной всего тысячу метров и без специальных технологических примочек транспортировать его чуть ли не под изначальным давлением. Поэтому китайцы ищут тут возможности, как и другие. Япония предпринимала шаги, даже запускала некую опытно-промышленную добычу с одного из специальных научно-исследовательских кораблей. Но такие пиар-запуски о том, что это было сделано, возникают регулярно. Однако отчет о реальных успехах, пока мы не слышали».

Когда может начаться промышленная добыча «горючего льда»?

«Вопрос на миллиард долларов, потому что это действительно, была бы следующая революция. Сланцевая революция. Но сланцами тоже занимались десятилетия прежде, чем удалось подобрать такие технологии, которые оказались экономически эффективными. Газогидратами тоже занимаются уже десятилетия. Пока не удалось сделать это экономически эффективным. Если удастся сделать в больших масштабах, это может быть очень большим сдвигом, потому что ресурсы газогидратов очень велики, гораздо больше, чем ресурсы традиционного газа и нетрадиционного газа. Но давать какие-то оценки просто не время, потому что, еще раз, этим многие занимаются, на это брошено довольно большие силы. Государственные гранты есть, исследовательские коллективы работают. Пока сделать это масштабным экономически эффективным не удавалось».

Китай обнаружил залежи «горючего льда» в Южно-Китайском море в 2007 году, напоминает Shanghai Daily. По информации издания, первые в мире попытки извлечения этого энергоносителя были предприняты в 60-х годах XX века. Китай приступил к соответствующим исследованиям только в 1998 году.

Согласно публикациям западных ученых, признаки наличия крупных залежей горючего льда обнаружены в Сибири. Информации о том, чтобы Россия пыталась его извлечь, в открытых источниках нет.

Добычей сланцевой нефти. Пекин утверждает, что первым в мире добыл со дна моря так называемый «горючий лед» - новое альтернативное топливо, которого в мире больше, чем нефти, газа и угля вместе взятых. Действительно ли все именно так, как заявляют китайцы?

Китайские нефтяники первыми в мире добыли со дна Южно-Китайского моря «горючий лед» - гидрат природного газа, сообщило Центральное телевидение Китая со ссылкой на Министерство земельных и природных ресурсов КНР.

Образцы «горючего льда» подняли с глубины более 1,2 километра, сама 200-метровая подводная скважина находилась в 285 километрах к юго-востоку от Гонконга . Всего за восемь дней работы добыто 120 кубических метров «горючего льда», который содержит 99,5% метана. Из одного кубического метра газогидрата обычно получают 164 кубических метров природного газа.

«Это будет таким же крупным событием, как и произошедшая ранее в США сланцевая революция. В итоге методы использования энергии в будущем претерпят трансформацию», - заявил заместитель управления геологических исследований министерства Ли Цзиньфа.

По его словам, Китай достиг «беспрецедентных успехов» в разработке теоретической базы и технологий в данном направлении, в результате чего страна заняла лидирующее положение в мире по добыче «горючего льда».

Этот успех подтвердили официально и на сайте Народного правительств КНР: после 20 лет непрекращающихся исследований, геологической разведки, развития соответствующих технологий, создания специального оборудования, Китай наконец смог добиться этого «исторического прорыва».

«Гидрат природного газа является богатейшим и эффективным альтернативным источником энергии, в будущем он может сыграть стратегическую роль в развитии энергетики во всем мире», - говорится также заявлении.

Надо сказать, что гидрат метана - самый распространенный в природе газовый гидрат. По сути, это кристаллическое соединение газа и воды, похожий на рыхлый лед или спрессованный снег. Горит он не хуже угля. Объем запасов гидрата природного газа в океанах планеты примерно в два раза превосходит в сумме объемы известных мировых запасов угля, нефти и природного газа. Такие особенности, как огромные запасы и относительная чистота этого вида энергоносителей сулят возможность гидрату природного газа в будущем заменить использование угля и нефти.

Интересно, что теория о возможности существования такого соединения в природе первым выдвинул российский ученый из института имени Губкина в 1965 году - Юрий Макагон. И вскоре его предположение подтвердили - в Заполярье было обнаружено Мессояхское месторожде­ние с газогидратом. С тех пор в мире найдена не одна сотня залежей такого газа.

Однако российские эксперты отрасли с большой осторожностью относятся к газовой революции, объявленной Китаем.

Во-первых, китайцы говорят, что они первые. «На самом деле, это не так. Первые опыты по добыче гидрата газа были осуществлены в Японии еще десять лет назад. Лучшие японские умы продолжают все эти годы биться над проблемой, но до промышленной добычи дело так и не довели. Хотя в прошлом году обещали, что начнут эксплуатационные испытания как раз в 2017-м», - говорит доцент высшей школы РАНХиГС , старший научный сотрудник сектора энергетической политики ИЭ РАН Иван Капитонов .

Действительно, в результате исследований Японии возле побережья Тихого океана в 1995-2000 гг. им удалось достать со дна немного гидрата метана. Это вдохновила власти страны. В 2013-м году японская компания Jogmec сообщала о «впечатляющих» результатах эксперимента по добыче газовых гидратов. Однако добыча реально так и не начата. Хотя для Японии, где собственных энергоресурсов нет, это стало бы манной небесной. Особенно учитывая, что геологи говорят о 7 трлн кубометров гидрата метана на морском дне вокруг японских островов, которых хватило бы стране на 100 лет вперед.

Второй важный вопрос касается стоимости промышленной добычи такого газа. «Каковы перспективы коммерческой реализации технологии, пока совершенно не ясно. Весьма вероятно, что стоимость добычи газовых гидратов на порядок превосходит стоимость добычи традиционного газа», - отмечает Агибалов.

«По прошлогодним подсчетам японцев, стоимость тысячи кубометров газа, добытой из горячего льда, получалась в диапазоне 400-1300 долларов за тысячу кубометров», - говорит Капитонов. Это намного дороже, чем стоимость СПГ, и тем более трубопроводного газа. Если, конечно, китайцы действительно сделали какой-то технологический рывок, то цена могла опуститься, не исключает эксперт. Однако о таком прорыве китайцы вряд ли бы умолчали. Конкретики же из Китая пока мало.

«Несмотря на потенциально возможный технологический прорыв, я предполагаю, что говорить о действительной промышленной добыче можно только через несколько лет. Я думаю, потребуется три года на отработку новых технологий, а потом оценка стоимости добычи газа по ней», - говорит Капитонов.

А если допустить, что китайцы не преувеличивают? В свое время успеху сланцевой нефти тоже мало кто верил, а теперь себестоимость ее производства ниже 50 долларов.

Хорошая новость, что по крайней мере, российскому проекту по строительству газопровода «Сила Сибири» переживать не о чем. «По „Силе Сибири“ все объемы законтрактованы, поэтому здесь Россия в любом случае находится на безопасной стороне улицы», - уверен Капитонов. К тому же, газовый гидрат сначала будет точно конкурировать в цене с СПГ, а не с трубопроводным газом. Поэтому и на позиции Газпрома в Европе Китай вряд ли позарится.

«В долгосрочной перспективе появление новых источников сырья, конечно, будет угрожать всем прочим. Но сейчас существенно больше неопределенности энергетическим рынкам несет не вопрос будущего предложения энергоносителей, а будущего спроса, который активно модифицируется экологической повесткой», - справедливо отмечает Сергей Агибалов.

Куда более скептичен замгендиректор Фонда национальной энергетической безопасности Алексей Гривач : «Эти заявления Китая ни о чем не говорят. Вопрос в том, сколько десятилетий у них займет получить из этого ресурса экономически обоснованный по затратам метан для использования в промышленных целях и в промышленных масштабах? Ведь метан не просто надо добыть. На сегодня серьезных успехов ни у одной страны нет, до промышленных технологий никто ничего не довел».

Он не исключает, что китайские компании могут преувеличивать достижения, например, для того, чтобы получать и дальше финансирование от государства, либо использовать это как аргумент на переговорах с поставщиками топлива. «Но для специалистов понятно, что до промышленных успехов еще очень далеко», - говорит Гривач.

«Это действительно большой ресурс. Но доступных традиционных еще достаточно много, по одним оценкам, их хватит еще на 60 лет, по другим - на 100 лет. И добывать природный газ даже в арктических условиях проще, чем гидрат газа», - заключает Гривач.

Основная технологическая сложность при добыче гидрата в том, как поднять «горючий лед» со дня моря так, чтобы он не нагрелся и не изменилось давление. Иначе гидрат метана распадается на воду и природный газ. Попытки найти ключ к освоению подобных месторождений делали многие страны. И США, кстати, были особенно активны, у них даже имеется национальная программа на эту тему. Но вот сланцевая революция случилась, а газогидратной- нет. Япония и Китай, судя по всему, серьезно обгоняют Штаты в этом вопросе.

Наконец, еще один серьезный недостаток у этого вида ресурса - риск нанесения огромного ущерба природе. Морское дно может стать нестабильным из-за добычи гидрата, его утечка из-за технологической ошибки или просто природного сотрясения может привести к образованию огромного газового пузыря в сотни раз превышающий размер первоначального объема гидрата, говорится в статье журнала «Атомный эксперт».

Этого горючего льда и совершить революцию в энергетике.

Не знаю, что там японцы, а вот нефтяники из Китая стали первыми, кто смог добыть с океанического дна «горючий лед» — гидрат природного газа. Об этом сообщило Центральное телевидение Китая со ссылкой на министерство земельных и природных ресурсов КНР.

«Тот факт, что мы сумели успешно осуществить добычу этого полезного ископаемого, свидетельствует о том, что в плане теоретической базы и соответствующих технологий Китай в данном направлении достиг беспрецедентных успехов <…>. Это будет таким же крупным событием, как произошедшая ранее в США сланцевая революция»,— заявил заместитель Управления геологических исследований министерства Ли Цзиньфа.

Также в министерстве земельных и природных ресурсов Китая подчеркнули, что подобный прорыв способен привести к энергетической революции во всем мире.

Образцы были подняты с глубины более 1,2 км, сама 200-метровая подводная скважина находится в Южно-Китайском море в 285 км к юго-востоку от Гонконга.

Сообщается, что за 8 дней работы добыто 120 куб. м этого энергоносителя, содержание метана в котором составляет 99,5%.

При этом 1 кубический метр этого вещества эквивалентен 160 куб. м природного газа в газообразном состоянии (на 100 литрах газа автомобиль может проехать 300 км, тогда как на 100 л «горючего льда» — 50 тыс. км).

Аналогичными проектами по добыче природного ресурса занимаются и другие страны, в частности Канада и Япония, однако «горючий лед» удалось извлечь со дна моря только Китаю

ЧТО ТАКОЕ МЕТАНГИДРАТ?

Метангидрат сосредоточен на глубинах от 500 до 2000 метров у берегов некоторых континентов, как правило, на крутых подводных склонах. Есть он и в Арктике, что доказывают сейсмические измерения и бурение. Метангидрат, состоящий из воды и метана, выглядит как обычный серый хрупкий лед. На ощупь — гладкий и холодный. Запаха не имеет, сгорает желтовато-синим пламенем.

Метановый лед относится к так называемым «ящичным» соединениям. В них не возникает химических связей между молекулами метана и молекулами воды. Метан размещается в пустотах кристаллической решетки водяного льда. Единичный конгломерат из воды и газа составляют 32 молекулы воды и 8 молекул метана. В одном кубическом метре этого вещества содержится значительно больше энергии, чем в кубометре природного газа (при одинаковом давлении). В ледовых пустотах одного кубометра метангидрата «запрятано» 164 кубометра газа. Молекулы льда, а значит, и метана уложены здесь более плотно.

Метангидрат образуется под давлением на глубине в порах донных осадков, куда сверху постоянно поступает органический материал и где царят низкие температуры и достаточно высокое давление. Сырьем для него служат отмершие растения и останки живых существ, поставляемых реками и самой океанской водой. Ил, содержащий углерод, быстро покрывается другими осадками, и доступ к нему аэробных бактерий, которые бы превратили биологический осадок в двуокись углерода, прекращается. Однако защищенный от этих микроорга низмов ил становится пищей для гнилостных бактерий. Результат их деятельности — метан.

Скопления метангидрата образуются и там, где океаническая кора сталкивается с континентальной и уходит под нее в магму. Это обстоятельство легло в основу другой точки зрения на происхождение метангидрата. Из российских источников почерпнута гипотеза, которая рассматривает не только органическое, но и космическое происхождение метана.

Уже сказано, что месторождения метанового льда встречаются и в тех местах океана, где океанское дно ныряет под континент. Там между двумя гигантскими трущимися друг о друга плитами есть щели, через них метан может высвобождаться из магмы в глубины океана. Этот газ присутствовал в протопланетном облаке, из которого родилось семейство планет, вращающихся ныне вокруг нашего Солнца. В протопланетном облаке, когда зажглось центральное светило, происходила дифференциация вещества: легкие молекулы — газы — давлением солнечного света отгонялись на периферию облака (не случайно дальние планеты-гиганты — Юпитер и Сатурн — содержат в своих атмосферах огромные массы аммиака и метана). Земля, как близкая к Солнцу планета, сложилась из более тяжелых элементов, но изрядное количество метана ей все-таки перепало. Теперь он выделяется из магмы, когда давление в щели между материковыми и океанскими плитами падает.

Оба предположения о природе метана — органической, то есть вторичной, и космической — могут мирно сосуществовать.

Глубины океана — печальная картина: на дне — немногочисленные морские огурцы, пятилучевые звезды и сотни всевозможных червей. Все они ждут падающих сверху остатков пищи животных, занявших солнечные этажи океана. Редкие рыбы-хищники проплывают здесь в надежде приманить жертву своими светящимися глазами или пятнами. Вечная тьма не дает никаких шансов для жизни растений.

Но некоторые места океанских глубин подобны оазисам в пустыне — здесь на дне жизнь расцветает. Тут благоденствуют раковинные моллюски, по дну ползают щетинистые и трубчатые черви, а само дно сочится нефтью и метаном. Это признак того, что где-то неподалеку находятся залежи метангидрата. Совместно углеводы и сероводород заменяют для жителей глубин свет и кислород. Бактерии вполне удовлетворены условиями жизни, предоставляемыми океанским дном. Свою энергию они расходуют на то, чтобы производить углеводы, которые служат пищей многим обитателям этого оазиса.

В 1997 году в Мексиканском заливе был открыт экзотический обитатель — розоватый щетинистый червь. Сотни этих тварей кишмя кишели на глыбе осадочных пород. Они проделывали себе отверстия в тех местах, где открывался доступ к метангидрату. Очевидно, здесь встретился новый случай симбиоза — червей с метановыми бактериями, но детали их взаимодействия еще не изучены. Живой мир, обитающий в местах выделения этого газа, остается почти непознанным.

КРУПНЕЙШЕЕ ХРАНИЛИЩЕ УГЛЕРОДА

По приблизительным оценкам, на планете хранится от 10 000 до 15 000 гигатонн углерода в виде метангидрата (гига равна 1 миллиарду). Эти числа выведены на основе бурения и сейсмической разведки в ограниченном числе мест, но полученные данные распространены на те области океана, где есть сходные условия.

Огромная масса запрятанного на глубине метана перекрывает по запасам все известные на Земле природные источники энергии. Вопрос только в том, как воспользоваться этим богатством, не нарушив природного равновесия и не вызвав катастрофы, подобной той, что случилась в плеоцене. Но и природные катастрофы способны дестабилизировать подводные хранилища метангидрата. Правда, в настоящее время с потеплением климата уровень океана растет, способствуя тем самым росту давления в нижних слоях, а следовательно, стабильности метангидрата.

Но если океанские течения изменят свои маршруты и теплые воды проникнут в нижние слои океанов, особенно в Северной Атлантике, то метановый лед растает и освобожденный газ уйдет в атмосферу. Возможно, именно такое событие объясняет потепление, случившееся в плеоцене. В ту эпоху в сравнительно короткое время было выброшено в атмосферу, по расчетам ученых, примерно 1000 гигатонн углерода. Избыток углерода, попавший тогда в атмосферу, задержался в ней около 140 тысяч лет, пока не был поглощен океанской водой и не пошел на построение раковин многих морских животных, а затем стал частью донных известковых отложений.

За последние 1000 лет человечество с помощью своих печей и двигателей выбросило в газовую оболочку Земли значительно больше углерода — от 2000 до 4000 гигатонн. (Числа, относящиеся к плеоцену, получены Рихардом Норрисом из Океанографического института и Урсулой Роль из Бременского университета с помощью анализа кернов, добытых в Западной Атлантике около Флориды.)

Но спусковым курком для развязывания катастрофы в наше время могут стать, по мнению одного из сотрудников Оксфордского университета, и природные катаклизмы: обширное землетрясение или вулканические взрывы, в результате которых понизится давление (оно станет меньше 50 атмосфер) и поднимется температура в зоне океана, содержащего метангидрат. Исследователи предполагают, что под слоем метанового льда — его толщина достигает порой нескольких сотен метров — находится чистый метан. Сотрясение земных недр может выпустить этот запечатанный газ наверх через трещины в ледяном слое.

БЕРМУДСКИЙ ТРЕУГОЛЬНИК — МЕТАНГИДРАТОВАЯ ЛОВУШКА?

По мнению некоторых исследователей, в Мировом океане существуют места, где время от времени происходит выход метана. Не с этим ли связаны те или иные катастрофы в тех местах?

5 декабря 1945 года пять американских самолетов-торпедоносцев совершали тренировочный полет. Они стартовали с аэродромов Флориды в направлении Багамских островов. За полчаса до намеченной по плану посадки командный пункт получил радиограмму: командир эскадрильи сообщал о непонятном поведении компаса и о загадочных свечениях в атмосфере. И тут же радиосвязь оборвалась. На поиски эскадрильи был послан шестой самолет, он тоже исчез. Ни машины, ни люди так и не были найдены.

Возникло множество фантастических объяснений причин исчезновения самолетов, а впоследствии и судов у берегов Флориды. Среди тех, кто искал реальную причину непонятных катастроф, был геохимик Рихард Мак-Ивер. Он считает, что произошли подвижки метанового льда, покрывающего дно в треугольнике Флорида, Пуэрто-Рико и Бермуды, газ, до того запечатанный слоем метанового льда, высвободился и огромным пузырем взлетел через воду в атмосферу. Попавшие в этот поток самолеты рухнули в море.

Некоторые доказательства возможности такой катастрофы принесло бурение в Западной Атлантике. В поднятом керне после слоя, где еще присутствуют микроорганизмы, лежит двадцатисантиметровый слой ила. Исследовав его, группа ученых из университета Нью-Джерси удостоверилась, что этот ил, как они и ожидали, содержит метановый лед. Большая волна типа цунами вполне могла вызвать обрушение его подводного склона.

Действительно, условия у берегов Флориды не исключают возможности смещения полей метанового льда. Когда такой слой приходит в движение, размышляют ученые, газ из-под лежащих на нем слоев льда вполне может высвобождаться и в виде гигантских пузырей подниматься на поверхность океана. Если корабль, самолет попадут в такой пузырь, они, потеряв подъемную силу, тотчас уйдут под воду.

Теоретически это возможно, соглашается исследователь из США Вильям Диллон, руководитель исследования газовых гидратов при американской геологической службе. Но, по его мнению, нет никаких данных, которые бы говорили о том, что в Бермудском треугольнике суда гибнут чаще, чем в других местах океана.

Другой позиции придерживается Томас Гольд, геолог из Корнеллского университета. Он считает, что выбросы газа со дна океана ответственны по крайней мере за четыре крупные аварии самолетов у североамериканских берегов. Эти катастрофы случились недавно, и они у многих, вероятно, в памяти. Последней было падение в море после старта самолета компании «Egupt Air-990″ в октябре 1999 года. По мнению эксперта, здесь нет «нормально го» объяснения трагедии. Как и во всех четырех случаях, причиной падения должно было служить нечто внезапное, что не дало пилотам возможности передать по радио какие-либо детали возникших неполадок. Хотя объяснения Т. Гольда и встретили возражения, его гипотезу поддерживают еще два факта: перед падением двух крупных машин в воздухе были видны газовое пламя и огненные шары. Может быть, это горел метан, вырвавшийся из воды? Гольд предполагает, что причиной тому послужило легкое землетрясение в прибрежной зоне дна.

Некоторые ученые скептически относятся к гипотезе о том, что свободный метан способен пробить толстый слой метанового льда. Однако есть свидетельства, подтверждающие выход метана на поверхность океана, правда, не в столь больших количествах.

Германское экспедиционное судно «Полярная звезда» побывало в арктическом море Лаптевых и у берегов Пакистана — в акваториях, где сосредоточены обильные скопления метангидрата. Оно нашло на дне кратеры диаметром 20 и 30 метров. Эти углубления, по мнению исследователей, — следы взрыва газа. В 1997 году российское исследовательское судно «Сергей Вавилов» у побережья Новой Земли оказалось в районе, где из моря происходило интенсивное выделение газов. В прошлом году немецкие и американские исследователи впервые наблюдали, как пузыри метана вырывались из воды. Это было в Тихом океане у берегов штата Орегон. При погружении исследовательской лодки «Alvin» ученые впервые увидели на дне отверстия, из которых выплывали газовые пузыри. Они, по их предположению, исходили из скоплений под слоями метангидрата (его толщина здесь равняется 140 метрам — согласно сейсмическим измерениям). Ученые считают, что метан стремительно прорывается через слой метангидрата: при медленном просачивании он застревал бы в этом слое и замерзал.

ПЕРВЫЕ ПОПЫТКИ «ПРИРУЧИТЬ» МЕТАНГИДРАТ

Еще нет полного описания всех запасов метангидрата, но, даже пользуясь приблизительными оценками того, что накопила Природа у океанских побережий, ученые оценивают его энергетический эквивалент как самый крупный резерв энергии, доступный человечеству, если иметь в виду горючие ископаемые. Только углерода в метангидрате содержится больше, чем в привычных каменном угле, торфе, сланцах и нефти, вместе взятых (но в это соединение входит еще и водород — самый ценный энергоноситель). Можно с уверенностью считать, что этого вида топлива человечеству хватит еще на многие тысячелетия. Вопрос: как к нему подобраться?

В марте 1998 года канадско-японская геологическая экспедиция на северо-западе Канады провела испытательное бурение в дельте реки Мак-Кензи. На глубине 900 метров бур наткнулся на метангидрат. На поверхность был извлечен керн — хрупкий лед серого цвета, пронизанный илом. Когда ученые положили кусок керна в миску с водой, началось бурное, подобно кипению, высвобождение газа из ледяного плена. Но эта энергия очень мала по сравнению с той, которую мы получаем при химическом взаимодействии метана с кислородом, то есть при горении.

Сегодня еще нет отлаженной промышленной технологии добычи нового топлива. Высказывается, например, идея, что при добыче следует предусмотреть крышу над слоем этого вещества или полог, чтобы случайное повышение температуры или действие химических веществ не высвободили газ из-под слоя льда. Даже бурение метанового льда — рискованная операция: оно может снизить давление, следовательно, породить нестабиль ность. Пока неясны такие исходные данные, как концентрация метангидрата в донных отложениях. Поскольку он сохраняет стабильность только при больших давлениях, то еще ни разу не удалось поднять на борт достаточно большую глыбу конгломерата.

Соединенные Штаты, согласно перспективным расчетам, к 2020 году должны на 30 процентов увеличить потребление энергии. готовы они использовать и метангидрат: конгресс страны отпустил 42 миллиона долларов на разрабтку программы включения нового топлива в энергетический баланс страны.

Особенно заинтересована в освоении добычи метангидрата Япония — страна, лишенная нефтяных месторождений, но обладающая обширными запасами метана, спрятанного в океане — во льду и под ним. Японцы стремятся освоить коммерческую, промышленную добычу. Бурение, предпринятое в канадской Арктике, в дельте реки Мак-Кензи, в условиях вечной мерзлоты, показало, что в кернах поры льда заполнены газом на 80 процентов. Японцы выдвигают свои буровые в сторону Тихого океана, и опробуются различные технологии. Однако о результатах их экспериментальных работ пока ничего не известно.

Геолог Скотт Даллимор считает, что бурение в Сибири и на Аляске показало концентрацию газа в порах льда от 50 до 80 процентов. Морские залежи крупнее, но там заполняемость газом равна примерно 20 процентам. В России, в Сибири, есть месторождение Meссоякское — газовое поле, расположенное в вечной мерзлоте, — единственное место в мире, где обычный природный газ получают из метангидрата. Это довольно мощное месторождение, работающее уже много лет. От него проложен трубопровод до Норильска — крупного потребителя энергии.

В отличие от вечной мерзлоты океанские запасы, как уже говорилось, состоят из двух частей: метанового льда, слой которого может превышать несколько сотен метров, и удерживаемого этим слоем газового пузыря. Сейчас идет поиск промышленной технологии, которая позволила бы чрезвычайно аккуратно добывать газ, не допуская его утечек в атмосферу: метан и углекислый газ ответственны за парниковый эффект — его влияние в последние годы мы все почувствовали. Если в дополнение к СО2 в атмосферу вырвутся еще и большие массы метана, то растущая ее температура может возродить те условия, в которых оказалась наша планета 55 миллионов лет назад, о чем говорилось в начале статьи.

Не годится также и обычное сжигание вновь добываемых гигантских объемов метана — мы получим в большом количестве все тот же СО2, парниковый газ, то есть и в этом случае атмосфера начнет энергичнее разогревать ся. Природа припасла для человека щедрый подарок, но ученым и инженерам придется хорошенько поломать головы, прежде чем удастся воспользоваться ее милостью.

С нежелательным образованием газогидратов столкнулись в 2010 году американские нефтяники, ликвидировавшие нефтяной прорыв после гибели платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе. Тогда для контроля над вырывающейся нефтью соорудили специальный короб, который планировали поставить над аварийным устьем скважины. Но нефть оказалась весьма газированной, и метан стал образовывать на стенках короба целые наледи газогидратов. Они примерно на 10% легче воды, и когда количество газогидратов стало достаточно большим, они просто стали поднимать короб , что, в общем-то, заранее предсказывалось специалистами.

Поэтому в сообщениях японских геологов очень аккуратно говорится о перспективе разработки метангидратов - ведь катастрофа буровой платформы Deepwater Horizon, по мнению ряда ученых, включая профессора Калифорнийского университета в Беркли Роберта Би, стала следствием взрыва гигантского пузыря метана, который образовался из потревоженных буровиками донных залежей гидратов.

Но как бы ни закончилось сейчас это дело у японских газовиков, оно свидетельствует об одной важной тенденции - именно газ уверенно выходит на позиции главного энергетического ресурса XXI века. Ставка на газ вполне оправдана, так как метана на Земле много. Общемировые запасы метана в классических месторождениях на конец минувшего десятилетия составляли около 179 трлн кубических метров, при этом на долю России приходится почти 48 трлн. Второе и третье место делят Иран и Катар - у них примерно по 26 трлн кубометров. А вот четвертое и пятое место разделили между собой Саудовская Аравия и США, у них примерно по 7 трлн кубометров газа, что соответствует потенциальным запасам японского шельфа.

Если учитывать так называемый сланцевый газ (это тот же метан, только из месторождений другого типа), то США рассчитывают на 30 трлн кубометров технически извлекаемых запасов, Китай может располагать 45 трлн, Аргентина, замыкая тройку лидеров, - 27 трлн. Всемирные запасы сланцевого газа оцениваются американскими специалистами в 236 трлн кубометров.

Но все эти богатства бледнеют перед морскими или, как их еще называют, аквальными месторождениями газогидратов. Суммарный объем метана в них оценивается в 20 тысяч трлн кубических метров! Это колоссальные запасы, они неизмеримо больше, чем запасы сланцевого газа и газа в классических месторождениях. Можно говорить о том, что этих запасов хватит на несколько столетий самой беспощадной эксплуатации. Стоит напомнить, что эти месторождения находятся в шельфовой зоне не только Японии, но и России (особенно в Охотском море), а также Украины и Грузии.

Если человечеству удастся решить вопрос безопасной добычи и хранения газа в газогидратной форме, это может открыть огромные возможности для его использования, например, в качестве автомобильного топлива. А это значит, что приближается время новой, ориентированной на газообразное топливо транспортной инфраструктуры.

Как Катон, заканчивавший каждую свою речь в сенате Древнего Рима требованием разрушения Карфагена, так и автор этих строк хочет вновь обратиться к российским инвесторам - пришло время создавать новые двигатели, а скорее всего - топливные системы, которые бы работали на природном газе - метане, потому что за этим будущее. Японский успех - это очередной звонок, возвещающий начало новой эпохи.