HYDRO TỰ NHIÊN: CÂU HỎI VỀ NGUỒN GỐC
Vitaly Vidavskiy
Hydro tự nhiên
16 tháng 2 năm 2025
3. Để kết thúc với hydro được cho là được tạo ra bằng phương pháp serpentin hóa, chủ đề về độ sâu của quá trình này cần được giải quyết.
Như chúng ta đều nhớ, nguồn nước là một vấn đề lớn đối với các phản ứng này. Phần lớn các nhà nghiên cứu cho rằng cái gọi là H2O "thiên thạch" (từ "khí tượng học", không phải từ "thiên thạch") thấm xuống qua các đứt gãy, vùng cắt, vết nứt, vết nứt và lỗ rỗng đất. Quá trình này phải đi ngược lại với độ dốc của áp suất tĩnh thạch - áp suất của đá trong lớp vỏ Trái đất, tăng theo độ sâu. Ở một độ sâu nào đó, khoảng từ 10 đến 15 km, áp suất tĩnh thạch tăng lên đến độ lớn không thể vượt qua để nước tiếp tục thấm xuống.
Tuy nhiên, đây là một vấn đề lớn: các quá trình serpentin hóa bắt đầu diễn ra ở độ sâu 20 km nông nhất – hoặc thậm chí là nai, trong một số trường hợp, theo các điều kiện P/T của các phản ứng này. Bạn hiểu ý tôi chứ?
Sự khác biệt này có thể là lý do tại sao gần đây khá nhiều nhà nghiên cứu bắt đầu nói về cái gọi là serpentin hóa "nông", cho rằng nó diễn ra ở nhiệt độ và áp suất thấp hơn: Khoảng cách 5-10 km này cần phải được thu hẹp.
Cho đến nay, vẫn chưa thành công.
4. Phân hủy sắt. Vì một lý do nào đó, phần lớn giới học thuật "chính thống" nhấn mạnh rằng phản ứng đơn giản này phải chảy từ trái sang phải, theo hướng oxy hóa sắt (II) thành sắt (III):
2FeO + H2O → Fe2O3 + H2
Một lần nữa, tiên đề này "được chấp nhận rộng rãi" theo mặc định, mà không cần suy nghĩ thêm - như thể cân bằng RedOx bên dưới được cho là chuyển sang quá trình oxy hóa. Tuy nhiên, tình hình thực tế lại hoàn toàn ngược lại: phần lớn các nhà nghiên cứu đều đồng ý rằng các điều kiện khử hóa học mạnh chủ yếu là điển hình - hoặc tốt hơn là "tự nhiên" - đối với những môi trường sâu và thiếu oxy mạnh.
Do đó, ngoại trừ một số trường hợp kỳ lạ, ở độ sâu thiếu oxy và giá trị pH cao, theo mặc định, phản ứng này được cho là diễn ra theo hướng ngược lại, khử sắt III thành sắt II về mặt hóa học:
Fe2O3 + H2 → 2FeO + H2O
Rõ ràng, phản ứng này một lần nữa được THÚC ĐẨY bởi các luồng khí hydro (xem, khái niệm PHE khá hữu ích), về tổng thể duy trì môi trường khử hóa học.
Hơn nữa, quá trình này có thể tiến xa hơn khi cân bằng RedOx bị đẩy về phía cực điểm khử hóa học bởi các tác nhân có độ pH cao và một số chất xúc tác nhất định, với sắt tự nhiên Fe trở thành sản phẩm cuối cùng – điều này không quá hiếm trong hoạt động của ngành khoáng sản:
FeO + H2 → Fe + H2O
Bây giờ, nếu bạn nhớ lại việc nhìn thấy sắt kim loại tự nhiên trong công việc hàng ngày của mình, bạn có thể muốn xem lại quan điểm của mình về vai trò của hydro tự nhiên trong quá trình tạo ra nó.
Lưu ý: Xin lưu ý rằng sắt (II) FeO khá linh động trong điều kiện bề mặt, do hòa tan trong nước ở bất kỳ độ pH nào, so với sắt (III) Fe2O3 hòa tan trong nước ở độ pH < 3,5 – tức là trong điều kiện có tính axit mạnh, rất khó tìm thấy trong thung lũng nước mắt của chúng ta. Điều này làm tăng thêm sự nhầm lẫn khi chúng ta, con người, cố gắng phân tích tình huống này trong giây lát “tại đây và bây giờ”, như chúng ta thường có xu hướng làm.
5. Phân hủy phóng xạ. “Bây giờ, điều này có vấn đề gì vậy?” – ai đó có thể hỏi.
Ồ, không có gì sai khi hydro được tạo ra trong quá trình phân rã hạt nhân của các loại đá và khoáng chất phóng xạ, chẳng hạn như đá granit và đá granit gneiss trong số những loại đá điển hình nhất trong lớp vỏ. Những "hàng" phản ứng này đã được các nhà tiên phong về vật lý hạt nhân nghiên cứu cực kỳ kỹ lưỡng cách đây khoảng một thế kỷ.
Vấn đề không nằm ở bản thân các phản ứng – mà là ở thời điểm của chúng. Do chu kỳ bán rã rất dài đặc trưng cho các nguyên tố hóa học phóng xạ có khả năng tạo ra hydro phụ, nên quá trình này mất rất nhiều thời gian.
"Được rồi, vậy thì sao?" – người ta có thể hỏi. "Hydro có thể tích tụ trong một "bẫy" ở đâu đó gần đó, giống như mêtan vậy."
Bây giờ, chính chủ đề này lại là một vấn đề lớn đối với những nhà thám hiểm đưa ra quyết định theo mô hình này – và thật đáng buồn, là một mô hình rất thực tế:
6. Seals và Caprocks.
(Còn tiếp...)
