Công ty TNHH Avalio hỗ trợ và thúc đẩy khái niệm Trái đất thủy nguyên thủy (PHE) của Tiến sĩ V. Larin, xuất hiện vào những năm 1960 như là sự tiếp nối nghiên cứu của Tiến sĩ F. Hoyle.
Hydro tự nhiên: Câu hỏi về nguồn gốc III
Phần I – Trong quá trình gây quỹ cho dự án Khám phá Hydro Tự nhiên của chúng tôi, chúng tôi tương tác khá nhiều với các thành viên của cộng đồng đầu tư và thương mại. Bình luận về chủ đề nổi bật của hydro tự nhiên mà chúng tôi thường nghe nhất là:
“Chúng tôi không thực sự quan tâm đến nguồn gốc của những thứ này. Tất cả những gì chúng tôi cần là nhìn thấy chúng trên bề mặt với số lượng thương mại”.
Đơn giản như thế này thôi. (Giá như mà…)
Đối với một người ngoài cuộc bình thường, chủ đề hoàn toàn mang tính học thuật này có vẻ khá bí ẩn – và điều này hoàn toàn bình thường: những người làm trong ngành tài chính rất thành thạo về tiền tệ và các sản phẩm phái sinh, và không ai mong đợi họ phải cập nhật những vấn đề khó hiểu như các khái niệm về khoa học địa chất hiện nay.
Tuy nhiên, khi nói đến các vấn đề thực tế như thăm dò thực địa để tìm hydro tự nhiên, chiến lược trong từng trường hợp riêng lẻ dường như được điều chỉnh bởi cơ sở khái niệm (nếu có). Mọi thứ từ phương pháp nghiên cứu và lý do biện minh cho địa điểm khoan cho đến mô hình dòng tiền và tích lũy tài trợ, đều gắn liền với câu hỏi đơn giản này: H2 ĐẾN TỪ ĐÂU?
Do đó, sự thành công hay thất bại của dự án phụ thuộc vào việc lựa chọn mô hình khoa học địa chất.
Do nhiều lý do, serpentin hóa, ferrolysis, radiolysis và các quá trình khác trong lớp vỏ Trái đất đã trở thành những kịch bản phổ biến nhất về quá trình tạo ra hydro tự nhiên. Về mặt lý thuyết, điều này vô hại và không gây ra bất kỳ hậu quả đáng kể nào. Tuy nhiên, ngày nay, với các hoạt động thăm dò hydro tự nhiên đang diễn ra sôi nổi trên tất cả các châu lục, chủ đề này có thể trở thành nguồn gây thất vọng cho những người tham gia.
Tại sao? Vâng, có một số lý do để xem xét các mô hình vỏ trái đất (như chúng ta gọi) về quá trình tạo ra hydro ở trên với một chút nghi ngờ – hoặc hai lý do:
1. Hóa học Serpentin hóa. Có vẻ như có nhiều hơn một phiên bản phản ứng hóa học mô tả quá trình serpentin hóa các khoáng chất được gọi là olivin. Giới học thuật hiện đại hầu như nhất trí (người ta có thể tự hỏi tại sao…) tuân theo công thức của quá trình TẠO ra hydro như một sản phẩm phụ. Tuy nhiên, có một quan điểm khác (có) khẳng định rằng hydro là TIỀN CHẤT (hoặc nguyên liệu, nếu bạn muốn) phản ứng với olivin, tạo ra serpentin:
2Mg2Si04 + Mg2Si2O6 + 4CO + 12H2 → Mg6Si4O10(OH)8 + 4CH4
(trích từ Drits et al., 1983).
Phiên bản quy trình này đã được Hess (1933), Benson (1918), Jishi (1973); Moody (1976); Bowen và Tattle (1950), Coleman và Keith (1971), Wenner và Taylor (1973), v.v. nghiên cứu sâu. (Nhân tiện, danh sách này chứng minh sự thất bại của luận điểm cho rằng “tất cả các mô hình khoa học địa chất thay thế đều bắt nguồn từ Nga”).
Quan trọng nhất, phiên bản quá trình serpentin hóa được mô tả trong công thức trên giải quyết vấn đề rất quan trọng về lượng H2 khá nhỏ được cho là do một thể tích đá hữu hạn tạo ra, theo những người ủng hộ “thế hệ H2 vỏ trái đất”. (Chủ đề này sẽ được đề cập trong một trong các chương tiếp theo, sẽ sớm được trình bày).
Hydro được tìm thấy trong các vùng serpentin hóa của đá mafic đơn giản vì quá trình serpentin hóa này được THÚC ĐẨY bởi quá trình giải phóng khí hydro từ các tầng địa quyển sâu hơn, và lượng hydro khí tự do dư thừa "còn sót lại" từ quá trình này được giải phóng lên bề mặt, nơi chúng ta phát hiện ra nó bằng các cảm biến khí, GC, v.v.
Tuy nhiên, như thường xảy ra trong khoa học, quy trình thay thế được đề xuất này, mặc dù đã được nghiên cứu kỹ lưỡng, thậm chí còn không được thảo luận, một khi mô hình “chính thống” được “chấp nhận rộng rãi” và ổn định.
- Khối lượng và khung thời gian sản xuất hydro.
2.1. Olivine Serpentinization . Bài báo mới nhất (mà tôi biết) về chủ đề những thiếu sót của quá trình tạo vỏ trái đất đã được A. Templeton và cộng sự (2024) công bố cách đây chưa đầy một năm. Bài báo chủ yếu nói về các kịch bản kích thích được đề xuất nhằm mục đích tạo ra (thương mại) đủ khối lượng hydro bên dưới bề mặt, hay còn gọi là "lò phản ứng nhân tạo" bên dưới.
(Bây giờ, ngoài danh sách những nghi ngờ về mặt hóa học và vật lý đá mà chúng ta có về quá trình này, thì ý tưởng “giúp đỡ” Mẹ Thiên nhiên nghe có vẻ hơi xa vời… Người ta có thể nói rằng quá trình này tương tự như phương pháp thủy lực phá vỡ đá – tin xấu là nó không phải vậy, xét trên nhiều khía cạnh).
Trong bài báo, có khẳng định rằng “Một phân tích kinh tế kỹ thuật đơn giản cho thấy các phương pháp kích thích được sử dụng phải làm tăng tỷ lệ sản xuất hydro ròng ít nhất 10.000 lần so với tỷ lệ tự nhiên ước tính để sản xuất hydro một cách kinh tế từ phản ứng nước/đá được thiết kế trong các thành tạo peridotit, tức là thông qua quá trình serpentin hóa và/hoặc ferrolysis.
Có BỐN cấp độ chênh lệch giữa những gì mong đợi và những gì kết quả nghiên cứu cho chúng ta biết. Thật đáng kinh ngạc.
Tóm lại, có vẻ như phản ứng serpentin hóa hay phản ứng sắt phân KHÔNG PHẢI là cách mà người ta có thể sản xuất hydro trong tự nhiên với khối lượng thương mại.
2.2. Clorit hóa biotite . Theo Murray và cộng sự (2020), quá trình này tương tự như serpentin hóa (gần đúng với mục đích thảo luận này). Trong bài báo này, vui lòng lưu ý văn bản trên trang 13, trích dẫn: “Các mô phỏng của chúng tôi cũng cung cấp thông tin chi tiết về thang thời gian liên quan đến các quá trình tạo ra H2 xảy ra trong bể chứa địa nhiệt sâu của Soultz-sous-Forêts. Ở điều kiện 165°C và -245 mV, đá granit porphyritic chuẩn tươi tạo ra 51,3 mol/m3 H2 trong 147 năm sau khi hòa tan hoàn toàn tổng lượng biotite và kết tủa magnetite. Thời gian diễn ra quá trình này nhanh đáng kể so với tuổi của đá granit, ở mức 330 Myr…”
Xin lưu ý rằng cần có những điều kiện rất cụ thể cho những phản ứng này, điều này rõ ràng khiến cho "cửa sổ hoạt động" của chúng cực kỳ hẹp. Những điều kiện này có thể được thiết lập và duy trì trong thời gian đủ dài trong phòng thí nghiệm – nhưng trong THIÊN NHIÊN thì sao? Chúng tôi có những nghi ngờ nghiêm trọng về điều này.
Tóm tắt lại các kết luận của tác giả bài báo này, cấu trúc có tuổi đời 330 triệu năm này được cho là vẫn tiếp tục sản xuất ra hydro, nhưng lượng hydro này phải cạn kiệt hoàn toàn sau 147 năm đầu tiên của quá trình này.
Tôi biết điều này có thể được coi là lý thuyết thuần túy nhưng… SÁU cấp độ lớn giữa hai khung thời gian này???
Ngoài ra, một lần nữa, có nhiều hơn một cách để diễn đạt quá trình clorit hóa biotite – tương tự như quá trình serpentin hóa (xem Phần I). Murray và cộng sự mô tả nó theo một cách rất tinh vi, với sự hiện diện bắt buộc của nước muối có độ mặn nhất định, ở một nhiệt độ nhất định. Chúng ta đều biết rằng kịch bản càng phức tạp thì càng dễ dẫn đến thất bại.
Trong khi đó, một công thức rất đơn giản và hợp lý đã được D. Pandit (2014) đề xuất, mô tả “sự hình thành clorit và K-fenspat do sự biến đổi của biotit” theo cách đơn giản và khá tinh tế – một lần nữa, với sự tham gia của hydro vào quá trình này như NGUYÊN LIỆU và, rõ ràng là, như một chất khử hóa học:
5Bio + 3An + 3SiO2(aq) + 4H2O + 6H+ = 3Chl + 5Kf + 3Ca2+, và
10Bi + Cln + 7H2O + 10H+ = 6Chl + 14SiO2(dd) + 10K+.
(Đối với những ai hiểu được các đặc tính vật lý của đá thay đổi như thế nào trong quá trình biến chất: hãy tưởng tượng "bể chứa hydro" được bịt kín bằng một bệ đá granit bị hydro "nhai" trong vài triệu năm... cuối cùng không còn lớp bịt kín nào nữa. Bạn vẫn muốn thảo luận về hydro "bị kẹt" trong các "khoang chứa áp suất" chứ?)
2.3. Bài báo do PB Toft và cộng sự (1990) công bố thể hiện một danh sách rất toàn diện về các phản ứng serpentin hóa (xem trang 8 (144)). Danh sách này khá dài, do đó chúng tôi không đưa nó vào đây – chỉ là một ví dụ rất điển hình:
30Fo(99%) + 44,6H20 = 15Lz + 0,2Mt + 14,4Br + 0,2H2
Những chi tiết nổi bật nhất ở đây là:
(a) lượng nhỏ hydro (0,2 phân tử) được hình thành do 30 phân tử serpentin hóa olivin loại Forsterite (tỷ lệ 1 mol H2 với 150 mol Fo), và
(b) lượng nước khổng lồ (223 mol nước để tạo ra 1 mol H2) cần thiết cho phản ứng này.
Câu hỏi: Tất cả lượng nước này được cho là đến từ đâu?
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
