కెనడాలోని ప్రాచీన రాళ్లు సహజ హైడ్రోజన్ అనే విస్తారమైన కొత్త మూలాన్ని విడుదల చేయవచ్చని సూచనలు

పాత రాళ్లలో ఒక శుభ్రమైన ఇంధనం దాగి ఉండొచ్చు

కెనడాలో పని చేస్తున్న శాస్త్రవేత్తల ప్రకారం, భూమిపై ఉన్న అత్యంత ప్రాచీన రాళ్లలో కొన్ని సహజంగానే హైడ్రోజన్ వాయువును తయారుచేసి విడుదల చేస్తున్నాయి, మరియు దాని పరిమాణం హైడ్రోజన్ అన్వేషణను గంభీరంగా పునరాలోచించాల్సినంత పెద్దదిగా ఉండొచ్చు. ఒంటారియోలోని Timmins సమీపంలోని ఒక క్రియాశీల mine వద్ద boreholeల నుంచి తీసిన కొత్త కొలతలు, ప్రాచీన crustal rocks దీర్ఘకాలం పాటు హైడ్రోజన్‌ను నిల్వ చేసి విడుదల చేయగలవని ప్రత్యక్ష సాక్ష్యాన్ని అందిస్తున్నాయి; అవి కేవలం అతి స్వల్ప, తాత్కాలిక పరిమాణాలనే తయారు చేయవు.

ఈ కనుగొనడం, undergroundలో సహజంగా లభించే హైడ్రోజన్‌ను సూచించే “white hydrogen” ను ఒక geochemical curiosity కంటే, ఒక సంభావ్య శక్తి వనరుగా చూడాలనే వాదనను బలపరుస్తోంది. ఒంటారియోలో గుర్తించిన ప్రక్రియలు ఇలాంటి rock formations ఉన్న ఇతర ప్రదేశాల్లోనూ సాధారణమైతే, ఈ కనుగొనడం clean-energy అన్వేషణలో కొత్త దారిని తెరవగలదు.

పరిశోధకులు భూగర్భంలో ఏమి కనుగొన్నారు

ఈ అధ్యయనాన్ని University of Toronto మరియు University of Ottawa పరిశోధకులు నడిపారు; వారు గ్రహంలోని అత్యంత పాత భౌగోళిక ప్రాంతాల్లో ఒకటైన Canadian Shield ను పరిశీలించారు. మొదటిసారిగా, బృందం బిలియన్ సంవత్సరాల పాత రాళ్ల నుంచి బయటకు వస్తున్న హైడ్రోజన్‌ను ప్రత్యక్షంగా కొలిచింది, అది కాలక్రమంలో ఎలా చేరుకుంటుందో గమనించింది, మరియు వాయువు ఎక్కువగా కేంద్రీకృతమైన ప్రాంతాలను మ్యాప్ చేసింది.

ఈ డేటా ఉత్తర ఒంటారియోలోని ఒక క్రియాశీల mine నుంచి వచ్చింది. పరిశోధకుల ప్రకారం, రాళ్లలోకి తవ్విన boreholeలు సంవత్సరానికి సగటున 0.008 tonnes hydrogen, అంటే సుమారు 8 kilograms, విడుదల చేశాయి, మరియు ఈ ప్రవాహం కనీసం ఒక దశాబ్దం కొనసాగవచ్చు. అక్కడ దాదాపు 15,000 boreholeల మొత్తాన్ని ఆధారంగా తీసుకుని, అధ్యయనం వార్షిక ఉత్పత్తి 140 tonnes కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందని అంచనా వేసింది.

ఒకే ప్రదేశం నుంచి వచ్చే ఈ ఉత్పత్తిలోని శక్తి, 400కి పైగా homes వార్షిక అవసరాలను తీర్చగలదని పరిశోధకులు మరింతగా లెక్కించారు. ఈ సంఖ్యలు చివరకు మరింత field work ద్వారా సవరించాల్సి వచ్చినా, దాని సంకేతం ఇప్పటికే స్పష్టంగా ఉంది: సహజ హైడ్రోజన్ వ్యవస్థలు ఆర్థికంగా ప్రాముఖ్యత కలిగేంత పెద్దవి కావచ్చు, కేవలం శాస్త్రీయంగా మాత్రమే కాదు.

ఇది శక్తి రంగంలో ఎందుకు ముఖ్యం

హైడ్రోజన్‌ను దీర్ఘకాలంగా విలువైన పారిశ్రామిక ఇంధనం మరియు energy carrier గా భావిస్తున్నారు, ముఖ్యంగా నేరుగా electrify చేయడం కష్టమైన రంగాల్లో. సమస్య ఏమిటంటే, ఈరోజు ఎక్కువ హైడ్రోజన్ శుభ్రమైనది కాదు. సంప్రదాయ ఉత్పత్తి తరచుగా fossil fuels మీద ఆధారపడుతుంది, అంటే carbon capture విజయవంతంగా మరియు చౌకగా జోడించకపోతే climate benefit పరిమితమవచ్చు లేదా పూర్తిగా కనుమరుగవచ్చు.

Natural hydrogen ఈ చర్చను మార్చుతుంది. భౌగోళిక ప్రక్రియల ద్వారా undergroundలో ఉపయోగించదగిన హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి అయి, carbon-intensive manufacturing లేకుండా దానిని వెలికితీయగలిగితే, అది remote communities, heavy industry, లేదా niche energy applications కోసం తక్కువ-ఉద్గార మూలంగా మారవచ్చు. ఇది ప్రతి హైడ్రోజన్ సమస్యను పరిష్కరించదు, కానీ అతి కష్టమైన వాటిలో ఒకటిని తగ్గించగలదు: ఇంధనాన్ని మొదటిస్థానంలోనే శుభ్రంగా ఎలా తయారు చేయాలి అన్నది.

సిద్ధాంతం నుంచి ప్రత్యక్ష కొలతల వరకు

కొన్ని rock formations, water మరియు iron-rich minerals మధ్య జరిగే రసాయన ప్రతిచర్యల ద్వారా హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయవచ్చని పరిశోధకులు చాలాకాలంగా అనుమానిస్తున్నారు. కానీ ఒక సాధ్యమైన mechanism‌ను గుర్తించడం, fieldలో sustained, exploitable flow‌ను నిరూపించడమే కాదు. Ontario పని ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ఇది ఈ చర్చను hypothesis మరియు పరోక్ష సంకేతాల నుంచి నిజమైన subsurface పరిసరాల్లో ప్రత్యక్ష కొలతలకు మార్చింది.

Proceedings of the National Academy of Sciencesలో ప్రచురితమైన ఈ అధ్యయనం, ఇలాంటి వనరులను కనుగొనడానికి కొత్త exploration strategyను కూడా సూచిస్తుంది. ఇది మొదటి కొలతలంతే ముఖ్యంగా మారవచ్చు. resource developmentలో, ఏమి ఉందో తెలుసుకోవడం మొదటి అడుగు. తర్వాత ఎక్కడ చూడాలో తెలుసుకోవడమే, ఒక శాస్త్రీయ కనుగొనడాన్ని భవిష్యత్ పరిశ్రమగా మార్చేది.

ఇది ఎంత పెద్దదిగా మారవచ్చు?

ఇదే ప్రధానంగా ఇంకా సమాధానం లేని ప్రశ్న. ఒక ఉత్పాదక site ప్రపంచవ్యాప్తంగా విస్తరించగల energy source అని హామీ ఇవ్వదు. geological hydrogen systems chemistry, flow behavior, accessibility, మరియు economics పరంగా విభిన్నంగా ఉండే అవకాశం ఉంది. కొన్ని చాలా پراసరంగా ఉండి వినియోగించడానికి అనుకూలంగా లేకపోవచ్చు. మరికొన్ని చాలా లోతుగా లేదా extraction సాధ్యం కాని ప్రదేశాల్లో ఉండవచ్చు.

అయినా, Canadian Shield ఏకాంతమైన భౌగోళిక విచిత్రం కాదు. ప్రాచీన cratonic rocks ప్రపంచవ్యాప్తంగా విస్తరించి ఉన్నాయి. ఇతర ప్రాంతాల్లో కూడా ఇలాంటి ప్రక్రియలు క్రియాశీలంగా ఉంటే, Ontario కొలతలు మరింత పెద్ద resource class కి తొలి సంకేతంగా ఉండవచ్చు.

అధ్యయన రచయితలు, ఈ డేటా మన పాదాల కింద ఉన్న రాళ్ల నుంచి domestic, cost-effective energy పొందడానికి ఉన్న “critical untapped opportunities” ను సూచిస్తుందని అంటున్నారు. ఇది ధైర్యమైన framing, కానీ అనుచితమైనది కాదు. energy transitions తరచుగా ఇప్పటివరకు ఎవరూ సరైనంతగా కొలవలేకపోయిన వనరుల్లో విలువను గుర్తించడంపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

ముందున్న వాస్తవ సవాళ్లు

Natural hydrogen సమృద్ధిగా ఉన్నా, దాన్ని ఉపయోగకరమైన పరిశ్రమగా మార్చడానికి కేవలం ఆసక్తికరమైన geology చాలదు. Developers కి ఉత్తమ reservoirs గుర్తించడం, recharge rates అర్థం చేసుకోవడం, extraction systems రూపకల్పన చేయడం, మరియు safety నిర్వహణ కోసం మెరుగైన పద్ధతులు అవసరం. Processing, transport, మరియు end use కోసం infrastructure కూడా ముఖ్యమే, ముఖ్యంగా ఉత్పత్తి ప్రస్తుత industrial demand centers నుంచి దూరంగా ఏర్పడితే.

పోటీ అనే ప్రశ్న కూడా ఉంది. White hydrogen, solar, wind, batteries, nuclear, conventional hydrogen projects, మరియు fossil fuels తో ఇప్పటికే నిండిపోయిన energy landscape లోకి ప్రవేశిస్తుంది. దాని పాత్ర geology మీద మాత్రమే కాదు, ఖర్చు, నమ్మకత్వం, మరియు అది నిర్దిష్ట applications కి ఎంతగా సరిపోతుందో దానిపైనా ఆధారపడి ఉంటుంది.

అయితే, దీని ఆకర్షణ స్పష్టంగా ఉంది. conventional hydrocarbon reforming అవసరం లేకుండా సహజంగా underground లో ఉత్పత్తి అయ్యే దేశీయ ఇంధనం, ఉద్గారాలను తగ్గిస్తూ energy security ను మెరుగుపరచాలనుకునే దేశాలకు ఆకర్షణీయమైన ఎంపిక అవుతుంది.

ఆసక్తిగా గమనించదగిన ఒక కనుగొనడం

కొన్ని science stories భవిష్యత్ అవకాశాలను సూచిస్తాయి, కానీ అవి సంవత్సరాలపాటు అమూర్తంగానే ఉంటాయి. ఇది భిన్నం, ఎందుకంటే ఇందులో దీర్ఘకాలంగా సిద్ధాంతంగా ఉన్న mechanism, స్పష్టమైన field measurements, మరియు exploration కు నమ్మదగిన మార్గం మూడూ కలిసి ఉన్నాయి. దీని అర్థం natural hydrogen boom వెంటనే వస్తుందన్నది కాదు. దీని అర్థం, ఈ ఆలోచన speculative promise నుంచి energy sector ఇక విస్మరించలేని దశకు చేరుకుంది అన్నదే.

తదుపరి అధ్యయనాలు ఇతర ప్రాచీన rock systems లో కూడా ఇలాంటి flows ను నిర్ధారిస్తే, Ontario లోని ఈ కనుగొనడం, హైడ్రోజన్ ఎక్కడి నుంచి పొందాలి, subsurface resources కు ఎలా విలువ నిర్ణయించాలి, మరియు దేశాలు ఉపరితలంపై కాకుండా లోతైన geology లో దాగి ఉన్న శక్తిని ఎలా ఆలోచించాలి అన్నదాన్ని మార్చవచ్చు. భవిష్యత్ లోని ఒక ఇంధనాన్ని చర్చించే సందర్భంలో, దాన్ని కనుగొనడానికి ఇది నిజంగా చాలా పురాతనమైన ప్రదేశం.

ఈ వ్యాసం Science Daily నివేదికపై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.