கனடாவின் பழமையான பாறைகள் இயற்கையான ஹைட்ரஜனின் புதிய பெரும் மூலத்தை வெளியிடக்கூடும்

பழைய பாறைகளில் ஒரு தூய எரிபொருள் மறைந்திருக்கலாம்

கனடாவில் பணியாற்றும் விஞ்ஞானிகள், பூமியின் மிகப் பழமையான சில பாறைகள் இயல்பாகவே ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்கி, வெளியேற்றுகின்றன என்றும், அந்த அளவு ஹைட்ரஜன் ஆய்வு முறையை தீவிரமாக மறுபரிசீலிக்க வேண்டிய அளவுக்கு பெரியதாக இருக்கலாம் என்றும் கூறுகின்றனர். ஒன்டாரியோவில் Timmins அருகே உள்ள ஒரு செயல்படும் mine-இல் உள்ள borehole-களில் இருந்து பெறப்பட்ட புதிய அளவீடுகள், பழமையான crustal rocks நீண்ட காலத்திற்கு ஹைட்ரஜனைச் சேமித்து வெளியேற்ற முடியும் என்பதற்கான நேரடி சான்றை வழங்குகின்றன; அவை வெறும் மிகச்சிறிய, குறுகிய கால அளவையே உருவாக்குவதில்லை.

இந்த கண்டுபிடிப்பு, underground-இல் இயற்கையாக கிடைக்கும் ஹைட்ரஜனை குறிக்கும் “white hydrogen” என்பதைக் ஒரு geochemical curiosity-யாக அல்ல, ஒரு சாத்தியமான ஆற்றல் வளமாகக் கருத வேண்டிய அவசியத்தை வலுப்படுத்துகிறது. ஒன்டாரியோவில் அடையாளம் காணப்பட்ட செயல்முறைகள் இதே போன்ற rock formations-இல் பிற இடங்களிலும் பொதுவாக இருந்தால், இந்த கண்டுபிடிப்பு clean-energy தேடலில் ஒரு புதிய முனையைத் திறக்கக்கூடும்.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிலத்தடியில் என்ன கண்டனர்

இந்த ஆய்வை University of Toronto மற்றும் University of Ottawa-வைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் வழிநடத்தினர்; அவர்கள் பூமியின் மிகப் பழமையான புவியியல் பகுதிகளில் ஒன்றான Canadian Shield-ஐ ஆய்வு செய்தனர். முதல் முறையாக, குழு பில்லியன் ஆண்டுகள் பழமையான பாறைகளிலிருந்து வெளியேறும் ஹைட்ரஜனை நேரடியாக அளவிட்டது, அது காலப்போக்கில் எவ்வாறு சேருகிறது என்பதைப் பின்தொடர்ந்தது, மற்றும் வாயு அதிகம் குவிந்திருந்த பகுதிகளை வரைபடமிட்டது.

இந்த தரவு வடக்கு ஒன்டாரியோவில் உள்ள ஒரு செயல்படும் mine-இல் இருந்து வந்தது. ஆராய்ச்சியாளர்களின் கூற்றுப்படி, பாறைகளில் துளையிடப்பட்ட borehole-களில் இருந்து ஆண்டுக்கு சராசரியாக 0.008 tonnes hydrogen, அதாவது சுமார் 8 kilograms, வெளியேறியது; மேலும் இந்த ஓட்டம் குறைந்தது ஒரு தசாப்தம் தொடர முடியும். அந்த இடத்தில் உள்ள சுமார் 15,000 borehole-களை அடிப்படையாகக் கொண்டு, ஆய்வு ஆண்டு உற்பத்தி 140 tonnes-ஐ தாண்டும் என மதிப்பிட்டது.

ஒரே இடத்தில் இருந்து கிடைக்கும் இந்த உற்பத்தியில் உள்ள ஆற்றல், 400-க்கும் மேற்பட்ட homes-இன் ஆண்டு தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய முடியும் என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கணித்தனர். இந்த எண்ணிக்கைகள் மேலதிக field work மூலம் பின்னர் திருத்தப்பட வேண்டியிருந்தாலும், அதன் விளைவு ஏற்கனவே தெளிவாக உள்ளது: இயற்கை ஹைட்ரஜன் அமைப்புகள் விஞ்ஞான ரீதியாக மட்டுமல்ல, பொருளாதார ரீதியாகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்த அளவுக்கு பெரியதாக இருக்கலாம்.

ஆற்றலுக்காக இது ஏன் முக்கியம்

ஹைட்ரஜன் நீண்ட காலமாக தொழில்துறை எரிபொருள் மற்றும் energy carrier ஆக மதிப்புடையதாகக் கருதப்படுகிறது, குறிப்பாக நேரடியாக electrify செய்ய கடினமான துறைகளில். ஆனால் இன்றைய பெரும்பாலான ஹைட்ரஜன் சுத்தமானது அல்ல. பாரம்பரிய உற்பத்தி பெரும்பாலும் fossil fuels-ஐ சார்ந்துள்ளது; அதனால் carbon capture வெற்றிகரமாகவும் மலிவாகவும் இணைக்கப்படாவிட்டால் climate benefit குறையலாம் அல்லது இல்லாமலே போய்விடலாம்.

Natural hydrogen இந்த விவாதத்தை மாற்றுகிறது. புவியியல் செயல்முறைகளால் underground-இல் உருவாகும், carbon-intensive manufacturing இன்றி பெறக்கூடிய பயனுள்ள ஹைட்ரஜன் இருந்தால், அது remote communities, heavy industry, அல்லது niche energy applications-க்கு குறைந்த-வெளியீட்டு மூலமாக மாறக்கூடும். இது எல்லா ஹைட்ரஜன் சவால்களையும் தீர்க்காது, ஆனால் மிகக் கடினமான ஒன்றைத் தணிக்க முடியும்: எரிபொருளை முதலில் சுத்தமாக எவ்வாறு உருவாக்குவது என்பதைக்.

கோட்பாட்டிலிருந்து நேரடி அளவீட்டுக்குப் பயணம்

சில rock formations, water மற்றும் iron-rich minerals-ஐ உள்ளடக்கிய இரசாயன எதிர்வினைகளின் மூலம் ஹைட்ரஜனை உருவாக்கக்கூடும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் நீண்ட காலமாக சந்தேகித்துள்ளனர். ஆனால் ஒரு நம்பத்தகுந்த mechanism-ஐ அடையாளம் காண்பது, field-இல் sustained, exploitable flow-ஐ நிரூபிப்பதற்கு இணையானது அல்ல. Ontario ஆய்வு முக்கியமானது, ஏனெனில் அது விவாதத்தை hypothesis மற்றும் மறைமுக குறிப்புகளிலிருந்து, உண்மையான subsurface சூழலில் நேரடி measurement-க்கு நகர்த்துகிறது.

Proceedings of the National Academy of Sciences இதழில் வெளியிடப்பட்ட இந்த ஆய்வு, இதே போன்ற வளங்களைத் தேட ஒரு புதிய exploration strategy-யையும் முன்வைக்கிறது. இது ஆரம்ப அளவீடுகளைப் போலவே முக்கியமானதாக மாறக்கூடும். resource development-இல், என்ன இருக்கிறது என்பதைக் கண்டறிதல் முதல் படி. அடுத்ததாக எங்கு தேடுவது என்பதைக் தெரிந்துகொள்வதுதான், ஒரு அறிவியல் கண்டுபிடிப்பை சாத்தியமான தொழிலாக மாற்றும் படி.

இது எவ்வளவு பெரியதாக மாறக்கூடும்?

இதுவே மையத்தில் இருக்கும் பதிலளிக்கப்படாத கேள்வி. ஒரு உற்பத்தி site உலகளாவிய அளவில் விரிவுபடுத்தக்கூடிய energy source என்பதற்கு உத்தரவாதம் அளிக்காது. geological hydrogen systems வேதியியல், flow behavior, accessibility, மற்றும் economics ஆகியவற்றில் பெரிதும் மாறுபடக்கூடும். சிலவை மிகுந்த பரவலாக இருந்து பயன்படுத்த முடியாததாக இருக்கலாம். மற்றவை மிக ஆழத்தில் அல்லது extraction நடைமுறையில் சாத்தியமில்லாத இடங்களில் இருக்கலாம்.

இருப்பினும், Canadian Shield தனித்த புவியியல் விசித்திரம் அல்ல. பழமையான cratonic rocks உலகம் முழுவதும் பரவியுள்ளன. இதே போன்ற செயல்முறைகள் பிற பகுதிகளிலும் செயல்பட்டால், ஒன்டாரியோ அளவீடுகள் மிகவும் பெரிய ஒரு resource class-இன் ஆரம்பச் சுவடாக இருக்கலாம்.

ஆய்வு ஆசிரியர்கள், அந்த தரவு “critical untapped opportunities” என்கிற முக்கியமான, பயன்படுத்தப்படாத வாய்ப்புகளை சுட்டுகிறது என்றும், நம் காலடியில் உள்ள பாறைகளில் இருந்து domestic, cost-effective energy பெறலாம் என்றும் வாதிடுகின்றனர். இது துணிவான framing, ஆனால் அதீதமல்ல. எரிசக்தி மாற்றங்கள் பெரும்பாலும், இதுவரை யாரும் கவனமாக அளவிடாததால் மதிப்பிடப்படாமல் போன வளங்களில் மதிப்பைக் கண்டறிவதையே சார்ந்திருக்கின்றன.

முன்னே இருக்கும் நடைமுறை சவால்கள்

Natural hydrogen போதுமான அளவு கிடைத்தாலும், அதை பயனுள்ள தொழிலாக மாற்ற அதிகம் தேவைப்படும். Developers-க்கு சிறந்த reservoirs-ஐ அடையாளம் காண, recharge rates-ஐ புரிந்து கொள்ள, extraction systems-ஐ வடிவமைக்க, மற்றும் safety-ஐ நிர்வகிக்க மேம்பட்ட முறைகள் வேண்டும். Processing, transport, மற்றும் end use-க்கான infrastructure-உம் முக்கியமாக இருக்கும், குறிப்பாக உற்பத்தி தற்போதைய industrial demand centers-இல் இருந்து தொலைவில் உருவானால்.

போட்டியின் கேள்வியும் உள்ளது. White hydrogen, solar, wind, batteries, nuclear, conventional hydrogen projects, மற்றும் fossil fuels ஏற்கனவே நிரம்பியுள்ள energy landscape-இல் நுழையும். அதன் பங்கு geology-யால் மட்டுமல்ல, செலவு, நம்பகத்தன்மை, மற்றும் அது குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கு எவ்வளவு பொருந்துகிறது என்பதாலும் தீர்மானிக்கப்படும்.

எனினும், இதன் ஈர்ப்பு தெளிவானது. வழக்கமான hydrocarbon reforming இன்றி இயற்கையாக underground-இல் உருவாகும் உள்நாட்டு எரிபொருள், emissions-ஐ குறைக்கவும் energy security-யை மேம்படுத்தவும் விரும்பும் நாடுகளுக்கு ஈர்க்கும் விருப்பமாக இருக்கும்.

நெருக்கமாக கவனிக்கத் தக்க ஒரு கண்டுபிடிப்பு

சில அறிவியல் செய்திகள், எதிர்கால சாத்தியங்களை அறிவித்தாலும், அவை பல ஆண்டுகளுக்கு அப்ஸ்ட்ராக்டாகவே இருக்கும். இது வேறுபட்டது; ஏனெனில் இது நீண்ட காலமாக கோட்பாடு செய்யப்பட்ட mechanism, concrete field measurements, மற்றும் exploration-க்கு நம்பத்தகுந்த பாதை ஆகியவற்றை ஒன்றிணைக்கிறது. இதனால் natural hydrogen boom உடனடியாக வரும் என்பதல்ல. இதன் அர்த்தம், அந்த யோசனை speculative promise-இல் இருந்து, energy sector இனி புறக்கணிக்க முடியாத ஒன்றாக முன்னேறியுள்ளது என்பதே.

அடுத்தடுத்த ஆய்வுகள் மற்ற பழமையான rock systems-இலும் இதே போன்ற flows-ஐ உறுதிப்படுத்தினால், Ontario-வில் ஏற்பட்ட இந்த கண்டுபிடிப்பு, ஹைட்ரஜன் எங்கிருந்து பெறப்படுகிறது, subsurface resources-க்கு எவ்வாறு மதிப்பு அளிக்கப்படுகிறது, மற்றும் நாடுகள் மேற்பரப்பில் அல்ல, ஆழமான geology-யில் மறைந்திருக்கும் ஆற்றலை எவ்வாறு நினைக்கின்றன என்பதையே மாற்றக்கூடும். எதிர்காலத்தின் ஒரு பகுதியாக பேசப்படும் ஒரு எரிபொருளை கண்டுபிடிக்க, இது குறிப்பிடத்தக்க வகையில் பழமையான இடமாகும்.

இந்தக் கட்டுரை Science Daily-யின் அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.