Запасы «черного золота» подходят к концу — пугают нефтедобытчики. Обоснованы ли их опасения?

Да, действительно, запасы нефти на Земле не беспредельны. И хотя некоторые исследователи убеждены, что нефть продолжает образовываться даже в наши дни, а потому беспокоиться особенно не о чем, большинство экспертов склоняется к выводу: запасов нефти на Земли хватит нашей промышленности в лучшем случае еще лет на пятьдесят…

Ну а дальше что? Надо, наверное, переходить на использование природного газа метана. Его и ныне уж вовсю используют во многих странах, причем не только в качестве топлива в промышленных котельных и частных кухнях, но и в химической промышленности, как сырье для получения многих продуктов, которые раньше вырабатывает только из нефти.

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.

Метан в море

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.

Гидрат в лаборатории

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.

Оазисы в глубине

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.

Приходит эпоха гидратов?

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».

Теперь японцы заложили собственную скважину, надеясь получить первый отечественный метан. Оживились ученые и промышленники других приморских государств. Так, конгресс США уже выделил 42 млн. долларов на исследования, связанные с разработкой гидратных месторождений. Добычей нового вида топлива заинтересовались также норвежцы, корейцы, англичане…

И это понятно. Ведь согласно предварительному, анализу, суммарные запасы гидрата метана в мире более чем в 2,5 раза превышают разведанные запасы нефти, метана и угля на Земле. Более того, запасов гидратов, разведанных в прибрежных водах некоторых стран, достаточно, чтобы обеспечить их энергетику на 2000 лет! Немаловажно и то, что метан является экологически чистым топливом, так как в продуктах его сгорания нет ни сернистых остатков, ни солей металлов.

Олег СЛАВИН

Художник Ю. САРАФАНОВ

Кстати…

ВО ВСЕМ ВИНОВАТЫ ГИДРАТЫ?..

Вот уже несколько лет исследователи ведут жаркие споры, в чем причины глобального потепления — человечество виновато или природа. Одни полагают, что виной всему хлорфторуглероды, входящие в состав фреона и других веществ, используемых людьми в холодильных установках.

Другие полагают, что куда большее влияние на атмосферный баланс имеют, скажем, вулканы Земли, выбрасывающие в воздух при каждом извержении сотни тысяч, а то и миллионы кубометров углекислого газа…

Однако до сих пор не пытались оценить вклад в потепление гидратов, которые тем не менее могут окончательно расставить точки над «i» в этом споре. Как уже сказано выше, под дном Мирового океана во многих местах сосредоточены огромные залежи замороженного метана, сжатого сильным давлением вышележащих горных пород. И стоит где-то этим породам дать трещину, метан превратится в газ, создаст под морским дном огромные «пузыри». В общем, достаточно чуть измениться балансу геологических сил в данном регионе, например, произойти даже незначительному землетрясению, как такой «пузырь» может вырваться из своего заточения.

В Мировом океане образуется огромная шапка пены, попав в которую корабли могут потерять устойчивость и затонуть. (Не тут ли, кстати, скрыта тайна Бермудского треугольника?)

Если выбросы газовых пузырей происходят регулярно, то их появление в атмосфере может привести к таким же последствиям, как, скажем, сильнейшее извержение вулкана.

Чтобы вы поняли масштабы возможного влияния гидратов на климат, приведем несколько цифр. Из одного кубометра гидрата, извлеченного со дна, можно получить 160 кубометров газообразного метана. Всего же на морском дне разведано около 10 000 млрд. т углеродного сырья.