دانشمند جدید از یک چاه هیدروژن در کانزاس بازدید کرد
هایترا / آدلر گری
پلتفرم حفاری در چندین طبقه بالاتر از یک مرتع معمولی که معمولاً پر از گاوهاست، قرار گرفته است. با وجود اینکه در کانزاس هستیم، این سکوی آزمایشی نمایانگر چیزی فراتر است؛ دو پرچم آمریکایی و استرالیایی به نشانه منشأ مالک آن به نمایش گذاشته شدهاند: شرکت Hyterra از استرالیا که در پی یافتن سوخت هیدروژن طبیعی تولید شده عمیقاً در یک شکستگی قدیمی در آمریکای شمالی است.
«پشت سر ما رفت میانقارهای است که از نظر ما آشپزخانهای است که هیدروژن در آن ساخته میشود.» ایوان مک اینتایر، مدیر اجرایی شرکت، چنین میگوید. این رفت بسیاری از شرکتها را به سمت منطقه میانغرب آمریکا جذب کرده و کانزاس را به یکی از کانونهای مهم تحقیقات بینالمللی در زمینه «هیدروژن زمینشناسی» تبدیل نموده است؛ موضوعی که امیدها را برای جایگزینی سوختهای فسیلی با کربن صفر افزایش داده است.
این داستان حدود ۱.۳ میلیارد سال پیش آغاز میشود، زمانی که صفحه قارهای که امروزه آمریکای شمالی خوانده میشود، به دو بخش تقسیم شد. اگرچه قاره در نهایت توسعه یافت، این شکستگی به گونهای زخم ۲۰۰۰ کیلومتری از صخرههای گوشته غنی از آهن بر جای گذاشت. امروزه این نقص عمیق در زیر مزارع و زمینهای کشاورزی میانغرب آمریکا دفن شده است.
شرق کانزاس جایی است که سنگهای جامد در اطراف این شکستگی تقریباً به سطح نزدیک میآیند و غلظتهای بالای هیدروژن در چاههای قدیمی نفت و گاز اندازهگیری شده است. برای بررسی امکان استخراج آن، چندین شرکت مجوز حفاری هیدروژن را در بیش از ۱۰۰،۰۰۰ هکتار زمین در این منطقه به دست آوردهاند. براساس تخمین مک اینتایر و دادههای عمومی، شرکت Hyterra و رقیبش Koloma فراتر رفته و حفاری عمیق زیر زمین را آغاز کردهاند.
«این موضوع کمی شبیه به جستجوی طلاست، جایی که همه در تلاش برای یافتن آن هستند.» مسیحی دلانو از Koloma، مستقر در کلرادو، بیان میکند. او نتیجه نمیگیرد که شرکتشان کاملاً در کانزاس موفق شده باشد، اما اظهار میکند که آنها دانشی عمومی درباره حفاری در آن منطقه دارند. شرکتهای دیگری نظیر شرکت استرالیایی Top Energy نیز بر اساس مناطق هدف Koloma، حقوق معدنی خریداری کردهاند.
شاون مک اینتایر، که ارتباطی با مدیر اجرایی Hyterra ندارد، میگوید: «هیجان زیادی در این جامعه وجود داشت.» او کشاورزی در واترویل، کانزاس است و چندین هزار هکتار از زمین خود را برای حفاری هیدروژن اجاره داده است. «این میتواند فرصت مناسبی برای بازگرداندن صنعت به برخی از شهرهای کوچک در این بخش خشک جهان باشد.»
شکار هیدروژن زیرزمینی در جهان تنها چند سال پیش با بازبینی میزان ذخایر سیاره شدت پیدا کرد. شرکتهای جستجوگر تجمعهای گازی امیدوارند که این هیدروژن بتواند جایگزین کممصرفی برای سوختهای فسیلی باشد که اکنون در صنعت، کشاورزی و حملونقل استفاده میشوند. «هیدروژن طبیعی کاملاً با این چشمانداز همخوانی دارد.» جی کلباس از بررسی زمینشناسی کانزاس میگوید. «اگر ما… بر حجم زیادی هیدروژن تولیدی نشستیم، این میتواند نه تنها برای دولت و منطقه بلکه برای کشور تأثیرگذار باشد.»
در محل حفاری در جنوب غربی منهتن، کانزاس، ایوان مک اینتایر و من به پلتفرم حفاری صعود کرده و در گل و لای شرکت میکنیم. مک اینتایر درباره غرش این سکو اظهار میدارد: «این نشاندهنده آن چیزی است که در زیر رخ میدهد.»
نظریه کاری شرکت این است که هیدروژن وقتی تولید میشود که آب سفرههای زیرزمینی به سنگهای گوشته غنی از آهن قاره نفوذ یافته و در فرآیندی به نام «مارپنتینیزاسیون» با فلز واکنش نشان میدهد. این واکنش، مولکولهای هیدروژن را از آب آزاد کرده که سپس به سنگهای اطراف مهاجرت میکنند.
این دومین چاه از پنج چاه اکتشافی Hyterra است که امسال در کانزاس حفر میکند، که هدف آن تبدیل هیدروژن در امتداد خطی قرار گرفته روی گسل شرقی به ذخیرهای زیرزمینی در یک سازند سنگی به نام «تاج نماها» است. در اوایل سال جاری، شرکت اعلام کرد که چاه اول، در اوج تاج نما، هیدروژن خالص با غلظت ۹۶٪ شناسایی کرده است.
اکنون، پس از هفتهها حفاری ۲۴ ساعته، چاه دوم به عمق حداکثر خود، کمی بیش از ۱۶۰۰ متر، رسیده است. بالای سکوی حفاری، گل حاوی قطعات گرانیتی که در زیر آن قرار دارد، در یک حفره کشیده شده که لولهها برای اندازهگیری گازهای استخراج شده از مایع به آن متصل شدهاند.
در «کلبه گل» که یک دفتر کوچک سیار در محل است، گروهی از مهندسان پای صفحهنمایشها نشسته و ترکیب گازها را در عمقهای مختلف به صورت زنده مشاهده میکنند. پس از ماندن غلظت هیدروژن در سطح پایین به دلیل بخش بزرگی از سنگ جامد، حالا غلظت آن به تدریج فراتر از ۸۰۰ قسمت در میلیون شروع به افزایش کرده است.
«[چاه اول] قلههای بسیار خوبی داشت، اما بیشتر هیدروژن را از دست میداد.» جاش ویتکامب توضیح میدهد.
این دادهها به تنهایی کافی نیستند؛ باید نمونههای گاز به آزمایشگاههای کنترلشده فرستاده شوند. همچنین، غلظت زیاد هیدروژن میزان واقعی جریان گاز از چاه و طول مدت آن را مشخص نمیکند.
حتی اگر هیدروژن از یکی از این چاهها استخراج شود، سوالات متعددی همچنان باقی است، از جمله نحوه جداسازی آن از سایر گازها، چگونگی ذخیره و حملونقل آن و اینکه کدام بازار آن را خریداری خواهد کرد.
با این حال، مک اینتایر خوشبین است که آنها تا کنون هیدروژن را شناسایی کردهاند و تیم را تشویق میکند که حفاری را در شبانهروز ادامه دهند. او میگوید: «ما برای گرفتن اطلاعات لحظه به لحظه مشتاق بودیم.» «و اکنون آن را در اختیار داریم.»
سوژه ها:
منبع: https://www.newscientist.com/article/2483996-the-prospectors-hunting-hydrogen-along-a-us-continental-rift/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home