水徒然

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地異に影響する要因に係る記載を調べました。(その1:メタンハイドレイド)

2011-08-14 | 日記

'11-08-14投稿、強調 
 既報の「異常気象など天変地異の要因に係る記載(07-29更新 '11-03-26~)」にて、
 天変が及ぼすさまざま異常気象を調べてきましたが、異常気象によって地異(猛暑洪水土砂災害地盤沈下など)が数多く発生しています。
 それらの要因について、個人的に素人ながら、断片的に考察(仮説)を提案してきました。  

 気象変動に及ぼす上記の天変(大気圏をふくむ宇宙空間の状態変化)と地異との関連性について個人的には不祥であることに気づいて「天変」に係る要因を既報にて記載しました。

 今回は日常目に触れることがない地球の大部分を占めている海の底に存在する「メタンハイドレイド」に係る記載を断片的とはなりますが、地異要因のひとつとして調べました。


          (google画像検索から引用)



    (google画像検索から引用)

目的はメタンハイドレイドはどのようなものか?どのような状態で存在しているか?を知ることです。

物理のかぎしっぽ
「メタンハイドレート」によれば、
(一部割愛しました。)
「・・・従来の化石燃料の他に新たなエネルギー源の開発も必要とされています.
メタンハイドレートは,日本近海に大量に存在する天然資源です.後述するように,このメタンハイドレートを有効活用することが出来れば,日本はエネルギー資源を外国に頼らなくて良くなる日が来ます.そんな身近にあるようで,実はまだ気軽に利用できない「メタンハイドレート」をご紹介します.
メタンについて
メタン(CH4  )は最も簡単な構造の炭化水素です.・・・
水素/炭素比が大きく単位エネルギー当たりの二酸化炭素排出量が少ないこのメタンを主成分とする天然ガスがクリーンなエネルギー源として世界的に注目を集めています(しかし,メタン自身に温室効果があることも知られています).
 このメタンは永久凍土や深海においてハイドレート
を形成して多量に存在していることが知られており,エネルギー源として開発される事が期待されています.・・・

 ハイドレートとは,
水の結晶の中に他の分子が入り込み,クラスレート化合物を生成したものです.クラ スレート化合物とは,三次元の骨組みをとる結晶の隙間に他の分子が一定比で閉じこめられた状態の化合物のことを指します.

メタンハイドレートってどんなもの?
天然のメタンは北極圏等の凍土地帯や深度500m程度以深の深海地層中で低温高圧下のため水とクラスレート化合物を生成しメタンハイドレートとして大量に存在しています.・・・
 図.2にStackelbergらによるX線回折測定によってわかったメタンハイドレートの構造を示します.

1個のメタン分子が5.75個の水の作るかごに取り囲まれているという特殊な構造を取っています.メタンハイドレートは見かけ上シャーベットに似た氷状の固体物質で低温高圧の環境条件下で安定に存在しており,常温常圧ではメタンと水に分解してしまいます.
例えば,メタンハイドレートが存在するには,  で26気圧以上,  では76気圧以上の温度圧力条件が必要であるそうです.
 このメタンハイドレートをうまく利用することができれば次世代のエネルギー資源として期待ができます.そしてこのメタンハイドレートの生成機構の理解を深め,どのように安定に貯蔵し輸送するかが重要になってくるわけです.・・・」
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東京大学 大学院工学系研究科 エネルギー・資源フロンティアセンター
/システム創成学専攻

エネルギー流体工学研究室
(一部割愛しました。)
「メタンハイドレート資源の開発
世界の大陸縁辺部海底下と極域にはメタンガスと水からなるメタンハイドレート が広く分布しており、新しいエネルギー資源として期待されています。
 日本周辺海域には約7.4兆 m3のメタンガス(国内ガス消費量の約100年分に相当する量)がメタンハイドレートとして存在すると推定されており、経済的に採算の取れるガス生産手法が確立すれば日本のエ ネルギー問題解決に大きく貢献します。・・・
 
持続型炭素循環システムの構築
炭素は主に二酸化炭素、炭酸塩、有機物の形態をとりながら大気圏、海洋圏、地圏を循環していますが、近年の人間活動は炭化水素の開発を通じて年間約35 億トン(炭素換算)の二酸化炭素を大気圏に過剰排出し、自然の炭素循環を大きく乱しています。

地殻掘削のエンジニアリング
 
地下に坑井を掘る技術(ロータリー掘削技術)は、石油・天然ガス・地熱などの流体資源の探査・開発、CO2の地中隔離、温泉の探査・開発、地震予知・地震メカニズム解明のための科学掘削において重要な役割を担っています。
 
水平坑井掘削、坑跡制御掘削、大水深掘削、マルチラテラル坑井仕上げなどの掘削技術の進歩が、従来不可能と言われた北海の油ガス田開発を可能にしました。
  将来の流体エネルギーの資源開発や統合深海掘削計画(IODP)における科学掘削での社会的なニーズが高いことを踏まえて、坑井掘削のエンジニアリングに関する研究を進めています。・・・
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すなわち、炭素循環に持続性を持たせることによって、環境とエネルギーに相補的なシステムを構築することができるのです。
 そのための要素技術として、 CO2地中隔離の最適化と遠隔モニタリング、バイオ技術を用いた CO2のメタン変換、エネルギー資源開発の効率化などを研究しています。

 日本周辺海域には約7.4兆 m3のメタンガス(国内ガス消費量の約100年分に相当する量)とのことですが、掘り尽くして、地盤沈下など起こさないように、CO2地中隔離の最適化と遠隔モニタリング、バイオ技術を用いた CO2のメタン変換、エネルギー資源開発の効率化など持続型炭素循環システムの構築の研究の成果を期待します。

 かっての新潟、秋田の油田、天然ガスの盛衰を思い出します。

 

 


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