p Uma nova pesquisa da Universidade do Texas em Austin explicou um mistério importante sobre as formações de hidrato de gás natural e, ao fazer isso, a compreensão de cientistas avançados de como os hidratos de gás podem contribuir para a mudança climática e a segurança energética. p A pesquisa usou um modelo de computador de bolhas de gás fluindo através de depósitos de hidratos, um fenômeno comum que de acordo com os modelos existentes, não deveria ser possível com base na física. O novo modelo ajuda a explicar como alguns depósitos crescem em enormes reservatórios de hidrato de gás natural, como os encontrados abaixo do Golfo do México.

p Um artigo descrevendo a pesquisa foi publicado em 16 de fevereiro, 2020, no jornal Cartas de pesquisa geofísica .

p Os hidratos de gás são uma substância gelada em que as moléculas de gás, tipicamente metano, ficam presos em gaiolas de água gelada sob alta pressão e baixa temperatura. Eles são encontrados amplamente na natureza, abrigar uma fração substancial do carbono orgânico do mundo e pode se tornar um futuro recurso de energia. Contudo, muitas questões permanecem sobre como os depósitos de hidratos se formam e evoluem.

p Uma dessas questões foi levantada por observações no campo que detectaram metano fluindo livremente como um gás através de depósitos de hidratos na subsuperfície. O que intrigou os cientistas é que, sob condições em que ocorrem hidratos, metano deve existir apenas como um hidrato, não como um gás grátis. Para resolver o mistério do gás de fluxo livre, uma equipe de pesquisadores da UT liderada por Dylan Meyer, um estudante de graduação na Escola de Geociências UT Jackson, recriaram no laboratório o que viram no campo.

p Usando esses dados, eles levantaram a hipótese de que, à medida que o hidrato se forma em um depósito, ele também atua como uma barreira entre o gás e a água, restringindo a velocidade na qual novos hidratos se formam, e permitindo que muito do gás borbulhe através do depósito. Eles desenvolveram essa ideia em um modelo de computador e descobriram que o modelo combinava com os resultados experimentais. Quando ampliado, eles também combinaram evidências de estudos de campo, tornando-o o primeiro modelo do fenômeno a fazer ambos com sucesso. Crucialmente, o modelo sugere que o gás que flui através do subsolo pode se acumular em grandes, reservatórios de hidratos concentrados, que poderiam ser alvos adequados para futuras fontes de energia.

p "O modelo reproduz de forma convincente uma gama de resultados experimentais independentes, que apoiam fortemente os conceitos fundamentais por trás disso, "disse Meyer." Acreditamos que este modelo será uma ferramenta essencial para estudos futuros que investiguem a evolução de grandes, reservatórios de hidratos altamente concentrados que experimentam um fluxo de gás relativamente rápido através de meios porosos. "

p O estudo é a primeira vez que este tipo de modelo foi construído usando dados de experimentos projetados para simular o processo de fluxo de gás. A equipe produziu seu próprio depósito de hidrato no laboratório usando uma mistura de areia, água e gás e recriando as condições extremas encontradas na natureza. Seus esforços forneceram dados realistas e relevantes a partir dos quais desenvolveram seu modelo.

p Co-autor Peter Flemings, um professor da Jackson School, disse que entender como o gás metano viaja através das camadas de hidrato na subsuperfície é importante para entender o papel do metano no ciclo do carbono e sua contribuição potencial para o aquecimento global.

p "O artigo fornece um modelo simples e elegante para explicar alguns experimentos muito desafiadores, "disse Flemings.

p Os experimentos do estudo foram realizados em laboratórios especializados na Escola Jackson, mas o modelo foi o resultado de uma colaboração entre campus entre duas escolas UT, a Jackson School e a Cockrell School of Engineering.

p Meyer, Flemings e Kehua You, um cientista pesquisador do Instituto de Geofísica da Universidade do Texas (UTIG), desenvolveram o código de computador original para explicar seus resultados experimentais, mas não foi até que eles se uniram a David DiCarlo, professor associado da UT Cockrell School of Engineering, que mostrou a eles como os resultados poderiam ser apresentados usando matemática analítica, que eles poderiam lidar com o problema com sucesso de uma forma que espelhasse o que eles estavam vendo na natureza.

p O artigo é o culminar da pesquisa de pós-graduação de Meyer e se baseia em dois artigos publicados anteriormente que se concentraram nos resultados de seus experimentos de laboratório. Meyer se formou em 2018 com doutorado pela Jackson School e agora é pesquisador de pós-doutorado na Academia Sinica em Taipei.

p A pesquisa foi financiada pelo Departamento de Energia dos EUA (DOE) e é parte de uma parceria mais ampla entre o DOE e a Universidade do Texas em Austin para investigar depósitos de hidrato de metano no Golfo do México.

p Muitos dos experimentos de laboratório que alimentaram o estudo atual foram realizados por Meyer no UT Pressure Core Center, um laboratório na Jackson School equipado para armazenar e estudar núcleos pressurizados retirados de depósitos de hidrato de metano natural em 2017 e que continua sendo a única instalação baseada em universidade.