Подводное сканирование

Interfax-Russia.ru - Иркутские ученые создали прибор для поиска газовых гидратов, которые в будущем могут стать альтернативным источником энергии.

В разработке гидроакустической системы для поиска и мониторинга газогидратов (кристаллических соединений, образующихся при определенных термобарических условиях из воды и газа - ИФ) приняли участие сотрудники сразу нескольких научных организаций: Иркутского государственного технического университета (ИрГТУ), Лимнологического института СО РАН, ВНИИ "Океангеология" (Санкт-Петербург) и Опытно-Конструкторского Бюро Океанологической Техники РАН (Москва).

Общими усилиями ученые создали целый комплекс из специальных приборов (гидролокаторов, профилографов, информационно-измерительной системы и автономной донной станции), способный исследовать дно любого водоема. Общая стоимость проекта, по информации вуза, составила около 60 млн рублей. Деньги на создание системы ученые получили в рамках Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса РФ на 2007-2013 годы".

"Буксируемый глубоководный аппарат излучает акустические волны определенной частоты, распространяющиеся в водной среде и достигающие дна. В зависимости от частоты излучения и состояния донной поверхности происходит их отражение и рассеивание, при котором часть энергии попадает на приемник аппарата. Для измерения используется зависимость скорости звука от глубины, выводится среднегармоническая скорость. Таким образом, мы получаем расстояние и обозначение одной из точек", - сообщил руководитель проекта, заведующий кафедрой радиоэлектроники и телекоммуникационных систем физико-технического факультета ИрГТУ Александр Ченский.

По его словам, впервые сибирскую гидроакустическую систему для поиска и мониторинга газогидратов испытали на Байкале. Год назад с помощью данного комплекса ученым удалось изучить геологию "священного" озера (профиль придонных пород и морфологию дна), его гидрофизические параметры (температуру и электропроводность), а также исследовать отдельные участки водоема на содержание в них метана.

"Байкал – это своего рода микролаборатория, где на коротких дистанциях можно исследовать самые разнообразные темы, включая газовые гидраты, подводные конуса выноса, каньоны, то есть все те геологические объекты, которые морским геологам предстоит изучать в океанах", - отметил руководитель проекта "Class@Baikal – 2014", доцент геологического факультета Московского государственного университета (МГУ) им. М.В. Ломоносова, директор Учебно-научного Центра ЮНЕСКО-МГУ по морской геологии и геофизике Григорий Ахманов.

На этом работа специалистов не закончилась. В июле этого года ученые, передвигаясь по акватории Байкала на научно-исследовательском судне "Г.Ю. Верещагин", продолжили изучать природные процессы на дне самого глубокого в мире озера. С помощью специального оборудования они исследовали крупное подводное оползневое тело в районе Кукуйской гривы и грязевой вулкан "Новосибирск", расположенный на поднятом крыле тектонического разлома. Глубина воды в этом районе составляет около 1,4 тыс. метров. Высота грязевого вулкана от основания достигает 15 метров, а диаметр постройки – 1,2 тыс. метров.

"Гидроакустический комплекс хорош тем, что позволяет проводить мониторинг активности грязевых вулканов, где наблюдается скопление газогидратов. Если будет наблюдаться активность грязевых вулканов, то можно говорить о потоке образования газогидратов", - пояснил руководитель лаборатории геологии Байкала Лимнологического института СО РАН Олег Хлыстов.

Впрочем, одним только Байкалом применение гидроакустической системы не ограничивается. Например, сейчас часть оборудования, входящего в ее состав, сотрудники Лимнологического института СО РАН используют для изучения озер Якутии, также богатых на месторождения газогидратов.

"На непосвященный взгляд, газогидраты представляют собой обычные грязноватые комочки льда. На самом деле это уникальная твердая смесь газа и воды, в которой молекулы газа как бы "впаяны" в каркас из молекул воды. При этом объемное содержание газа может достигать 150–180 единиц на единицу объема гидрата", - говорится на сайте проекта.

По данным исследователей, в природе газогидраты обычно образуются в глубоководных осадках морей и океанов, а также в районах вечной мерзлоты - главным образом из углеводородных газов (чаще всего метана).

В первом случае газогидраты образуются в консолидированных и рыхлых осадках в пределах зоны, где они могут находиться в состоянии термодинамической устойчивости. Это их, так называемая, зона стабильности, которая в морских донных отложениях на средних и низких широтах прослеживается на глубинах свыше 500 метров, а на высоких широтах — начиная с глубины около 200 метров или глубже, в зависимости от местных температурных условий.

В районах же вечной мерзлоты Аляски, Канады и России, гидраты метана формируются при невысоком давлении и низких температурах, образуя сложные криогенные образования из обычного льда и собственно гидратов. В данном случае зона стабильности определяется средней температурой поверхности, внешним давлением и температурным градиентом.

На сегодняшний день подобные кристаллы обнаружены более чем в 200 районах. Пока что оценить их запасы на Земле не представляется возможным, однако, очевидно, что они очень велики. Так, по самым осторожным предположениям, объем природного газа, содержащегося в газогидратах, составляет в глобальном масштабе не менее 1 тыс. трлн кубических метров — втрое больше, чем в обычных месторождениях, включая еще не исследованные.

Что касается применения газовых гидратов, то сегодня они используются для опреснения морской воды. Однако, как считают ученые, в будущем эти кристаллы вполне могут стать альтернативным источником энергии.

"Современные расчеты энергоресурсов позволяют заключить, что мировых запасов нефти хватит на 40 лет, а природного газа - не более чем на 100 лет. Альтернативным источником энергии могут служить газогидраты. Тем более что на озере Байкал находится значительный потенциал газогидратных месторождений", - отметил Александр Ченский.

Пока всерьез к подобным идеям относится высокотехнологичная Япония. В стране восходящего солнца уже не первый год ведется разработка новых высокоточных методов геофизического каротажа и новых технологий добычи газа из месторождений гидратов. Россия стоит еще только на пороге подобных открытий.

Обозреватель Наталья Пономарева

Присоединяйтесь к Interfax-Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook"