Il metano idrato: immensa riserva di energia e possibile dominatore del clima terrestre.

Il metano idrato sta diventando un personaggio fondamentale per il futuro dell’umanità. Prima che i media se ne approprino, deformando le sue caratteristiche e i suoi risvolti geologici ed energetici, ritengo opportuno descrivere brevemente cos’è e cosa ha comportato e può comportare per la Terra e per l’uomo. Lo farò con un paio di articoli, lasciando per ultima la descrizione del suo possibile utilizzo.

Il metano idrato è una forma di clatrato. Quest’ultimo è un composto chimico nel quale molecole di un materiale (ospitante) formano un reticolo solido che contiene al suo interno molecole di un altro materiale (ospite). L’idrato di metano è un clatrato di origine naturale in cui l’acqua svolge il compito di ospitante e il metano quello di ospite.

metano idrato
Schema del reticolo composto da molecole d’acqua che contengono al loro interno il metano

Il metano è l’idrocarburo più semplice esistente in natura (CH4). Nel metano idrato le molecole di gas non sono legate chimicamente all’acqua, ma sono soltanto intrappolate all’interno del reticolo cristallino. La sostanza finale assomiglia molto al ghiaccio, ma non si comporta allo stesso modo. Quando esso viene “fuso” o esposto a condizioni di temperatura e pressione diverse da quelle originarie, il reticolo d’acqua solido torna alla forma di liquido e il metano in esso contenuto viene rilasciato. Questo processo si chiama dissociazione e può essere verificato facilmente accendendo un fiammifero vicino a un pezzo di metano idrato. Il calore dissocia il clatrato e le molecole di metano prendono fuoco. Il risultato è alquanto sorprendente: un blocco di ghiaccio, dall’apparenza normale, sembra bruciare.

il ghiaccio che brucia
Un pezzo di ghiaccio che brucia. La magia del metano idrato.

Il metano idrato necessita di condizioni molto particolari per formarsi e rimanere stabile. Pressione, temperatura e quantità sufficiente di acqua e metano sono i fattori primari che controllano il processo formativo, anche se le geochimica e il tipo di sedimento in cui si trova gioca una parte non secondaria. Se la pressione e la temperatura sono quelle giuste, acqua e metano formano metano idrato solido..

Il grafico della Fig. 1 è un diagramma di fase che mostra la pressione e la temperatura dove il metano idrato è stabile. L’ascissa indica la temperatura e l’ordinata la profondità del sedimento (legata alla pressione). La linea curva indica il confine per ottenere il metano idrato. Sopra la curva (zona blu) la temperatura è troppo alta e/o la pressione troppo bassa per la formazione del composto: il metano sopravvive solo come gas libero. Sotto la curva (zona gialla), il metano idrato si forma e rimane stabile anche in forma solida (a sinistra della retta quasi verticale).

diagramma di fase
Figura 1

Altri fattori influenzano la formazione, come, ad esempio, la quantità di sale, proprio come succede nelle strade per sciogliere il ghiaccio.

Il metano idrato è una forma molto concentrata di gas naturale. Quando si dissocia un metro cubo di metano idrato solido si ottengono 160 metri cubi di gas metano.

La precarietà della sua stabilità è sicuramente accentuata da cambiamenti geologici più meno importanti. Non è ancora chiaro quale ruolo abbia svolto il metano idrato nelle variazioni della temperatura nelle epoche geologiche. Sicuramente il metano è un gas serra decisamente più attivo della CO2. Alcuni modelli sono particolarmente interessanti. Nel caso di una sensibile diminuzione dei livelli marini (dovuti ad esempio a glaciazioni) il metano idrato potrebbe funzionare come “anticongelante” e accelerare il riscaldamento globale. Esso si troverebbe molto più vicino alla superficie e una modesta variazione di temperatura innescherebbe un rilascio enorme di metano. Ricordando che la quantità di metano sotto forma di idrati è circa 3000 volte superiore a quello presente in atmosfera, uno spaventoso effetto serra sarebbe assicurato.

Tuttavia, potrebbe anche intensificare un processo di riscaldamento già in atto. Infatti, un innalzamento del livello marino nelle zone polari causerebbe un aumento della temperatura nei depositi di metano idrato e innescherebbe nuovamente la dissociazione e un imponente rilascio in atmosfera.

Ovviamente, si sta parlando di cambiamenti imponenti, non certo di pochi decimi di grado e di pochi centimetri di livello marino. D’altra parte la presenza di metano in atmosfera è al momento “non” preoccupante. Le simulazioni si basano su variazioni superiori ai cento metri.

Quanto una piccola variazione di temperatura di origine astronomica o geologica (vulcani) abbia potuto scatenare una reazione ben più gigantesca attraverso il rilascio di metano è un argomento ancora tutto da studiare. Insomma, la climatologia è veramente una scienza al suo ABC e cercare di creare ipotetici modelli perfetti, come fatto recentemente, è un’impresa a dir poco ridicola.

Vorrei concludere questa prima parte dell’analisi delle caratteristiche e delle possibilità energetiche legate al metano idrato con una piccola provocazione. La dissociazione del metano idrato, magari scatenato da una modestissima variazione di temperatura causata dall’uomo, come cercano ancora di farci credere, avrebbe ripercussioni ben più tragiche sulla biosfera terrestre di quanto non possa fare la CO2 (che oltretutto è estremamente utile). Perché allora non cercare di dare il via allo sfruttamento intensivo di questo metano, eliminando così un rischio veramente apocalittico?

Insomma, un carburante fossile potrebbe salvarci da un riscaldamento veramente fuori controllo (e la Terra ne ha conosciuti molti ben prima dell’uomo). Oltretutto, nell’estrazione del metano, lo si sostituirebbe in qualche modo con la CO2 che verrebbe così intrappolata. Due piccioni con una fava!

Sul processo di estrazione torneremo presto. Per adesso, rendiamoci conto di quanto la Terra sia capace di trasformare da sola i residui organici in energia spaventosa, magari proprio quando ne sente il bisogno. Siamo proprio una piccola cosa, noi uomini arroganti.

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22 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Ciao Enzo,
    anni fa lessi un romanzo ("Il quinto giorno" di Frank Schatzing, a mio avviso interessante e avvincente), il cui argomento principale era proprio l'idrato di metano. Nel racconto erano descritte le sue proprietà, le sue potenzialità nonché la sua ipotetica responsabilità per almeno una delle grandi estinzioni di massa avvenute milioni di anni fa.

    Un particolare mi aveva colpito: che facesse da collante per le zolle tettoniche e che il suo sfruttamento potesse in qualche modo generare uno "slittamento" o comunque una instabilità delle vicine coste adiacenti ai giacimenti.

    A tuo avviso, lo so non sei un geologo ma te lo chiedo lo stesso , c'è qualche fondamento di verità?

    Ciao e continua così!

  2. Citazione Originariamente Scritto da winston67 Visualizza Messaggio
    Ciao Enzo,
    anni fa lessi un romanzo ("Il quinto giorno" di Frank Schatzing, a mio avviso interessante e avvincente), il cui argomento principale era proprio l'idrato di metano. Nel racconto erano descritte le sue proprietà, le sue potenzialità nonché la sua ipotetica responsabilità per almeno una delle grandi estinzioni di massa avvenute milioni di anni fa.

    Un particolare mi aveva colpito: che facesse da collante per le zolle tettoniche e che il suo sfruttamento potesse in qualche modo generare uno "slittamento" o comunque una instabilità delle vicine coste adiacenti ai giacimenti.

    A tuo avviso, lo so non sei un geologo ma te lo chiedo lo stesso , c'è qualche fondamento di verità?

    Ciao e continua così!
    Dici bene, in realtà. Questo è proprio uno dei problemi legati alla sua estrazione. Se gli oceani si abbassano, avviene il rilascio e il materiale si disgrega facendo collassare gli strati adiacenti. Infatti, come dirò nella seconda parte, bisogna stare bene attenti a come si "manipola" e dove. Ogni medaglia ha il suo rovescio: bisogna solo studiare bene la situazione e agire cone le cautele adatte. Volendo, l'uomo può farcela. Basta che non pensi solo al denaro e all'arroganza.

  3. Mah, tanto entusiasmo per i clatrati non mi sembra giustificato. Andare a liberare qualcosa imprigionato nel fondo del mare che ha potenzialità distruttive ambientali apocalittiche, mi sembra tipico dell'istinto suicida della specie umana.
    Gli idrati di metano sono il terrore degli scienziati ambientalisti e ora i Giapponesi, non contenti di aver reso invivibile mezzo paese con Fukushima, vogliono giocare con qualcosa che potenzialmente potrebbe provocare un'estinzione di massa sul pianeta, noi compresi.
    Oltre al fatto importantissimo che qualche altro decennio ancora di economia basata sui combustibili fossili, e il metano lo è, non porterà a niente di buono per la sostenibilità della vita su questo pianeta.
    Le energie rinnovabili sono la sola alternativa a garantirci una dignitosa sopravvivenza futura sulla Terra ma a me sembra che stiamo viaggiando come un treno verso lo schianto finale, nel nome della crescita continua e insostenibile.
    L'Etrusco fa veramente paura http://petrolio.blogosfere.it/cerca/?search=etrusco.

    Paolo Baldassarre

  4. Citazione Originariamente Scritto da Paolo B. Visualizza Messaggio
    Mah, tanto entusiasmo per i clatrati non mi sembra giustificato. Andare a liberare qualcosa imprigionato nel fondo del mare che ha potenzialità distruttive ambientali apocalittiche, mi sembra tipico dell'istinto suicida della specie umana.
    Gli idrati di metano sono il terrore degli scienziati ambientalisti e ora i Giapponesi, non contenti di aver reso invivibile mezzo paese con Fukushima, vogliono giocare con qualcosa che potenzialmente potrebbe provocare un'estinzione di massa sul pianeta, noi compresi.
    Oltre al fatto importantissimo che qualche altro decennio ancora di economia basata sui combustibili fossili, e il metano lo è, non porterà a niente di buono per la sostenibilità della vita su questo pianeta.
    Le energie rinnovabili sono la sola alternativa a garantirci una dignitosa sopravvivenza futura sulla Terra ma a me sembra che stiamo viaggiando come un treno verso lo schianto finale, nel nome della crescita continua e insostenibile.
    L'Etrusco fa veramente paura http://petrolio.blogosfere.it/cerca/?search=etrusco.

    Paolo Baldassarre
    quel sito mi sembra più apocalittico di quello che cercherebbe di scongiurare... un po' alla "mistero".
    I problemi di estrazione ci sono e vanno presi con cautela, anche se una trivellazione qua e là per testare il procedimento NON scatenerebbe nessuna apocalisse. Calma, calma...
    Riguardo al petrolio, siamo tutti capaci di sparare a zero, ma finora lo abbiamo usato con grande felicità di tutti: basta guardare le automobili che girano per le strade. E' troppo facile sputare su ciò che abbiamo mangiato e continuiamo a mangiare...
    Invece di inventarsi tragedie continue (GW, metano, ecc.) sarebbe bene iniziare a usare il cervello e saper valutare pro e contro. Riguardo ai rinnovabili (ma chi rinnoverà la spazzatura che lasciano? E quando finiranno i soldi per gli incentivi?) mi sembra di essere già stato abbastanza chiaro...
    Il vero rinnovabile è l'idrogeno, il primo elemento e il più abbondante di tutti. Solo che promette pochi soldi
    Nell'attesa di un cambiamento della mente umana verso il meglio (??), il metano può essere un palliativo di lunga durata. Sempre che si riesca a manipolare con intelligenza...

  5. Citazione Originariamente Scritto da Vincenzo Zappalà Visualizza Messaggio
    quel sito mi sembra più apocalittico di quello che cercherebbe di scongiurare... un po' alla "mistero".
    .
    concordo con Enzo, mi sono letto il blog e mi aspettavo qualcosina di più dalla curatrice (ma forse non è nemmeno colpa sua o della sua preparazione), ma una domanda stupida mi viene in mente:
    cosa c'entra l'etrusco in tutto questo e nel blog?!

  6. Citazione Originariamente Scritto da etruscastro Visualizza Messaggio
    concordo con Enzo, mi sono letto il blog e mi aspettavo qualcosina di più dalla curatrice (ma forse non è nemmeno colpa sua o della sua preparazione), ma una domanda stupida mi viene in mente:
    cosa c'entra l'etrusco in tutto questo e nel blog?!
    ma come????!!!! Non lo sai???? Ovviamente sei TU!!!!!

  7. Vincenzo ma in buona sostanza parliamo della combustione di normale metano, che però andiamo a estrapolare da ghiaccio che si scioglie per la combustione del metano stesso?