歐洲的山脈,長久以來因旅遊和滑雪坡道而聞名,可能很快會因其地下資源而聲名遠播。一項新的國際研究顯示,岩石侵蝕在山脈下方自然氫氣的形成和積累中扮演著關鍵但矛盾的角色。這項研究由洛桑大學(University of Lausanne, Unil)和赫爾姆霍茨地球科學中心(GFZ Helmholtz Center for Geosciences)主導。基於 2025 年的研究,這項最新研究確認比利牛斯山脈和阿爾卑斯山脈可能成為自然氫氣探索的關鍵目標。
研究的首席作者法蘭克·茲萬(Frank Zwaan)表示:「意外的是,侵蝕被證明是自然氫氣生產中的一個關鍵和矛盾因素。這項研究支持比利牛斯山脈和阿爾卑斯山脈是自然氫氣探索的關鍵目標的觀點。」
比利牛斯山脈和阿爾卑斯山脈成為自然氫氣探索的關鍵目標
科學家們現在相信,塑造歐洲最雄偉山脈的地質力量隱藏著一個巨大而未開發的氫氣寶庫。由於迫切需要可負擔的清潔能源,研究人員開始將阿爾卑斯山脈和比利牛斯山脈的地下視為自然氫氣的有前景來源。數百萬年來,深層富鐵的地幔岩石被推向地表,當板塊首先分裂然後碰撞時。當這些岩石在特定温度下與水相互作用時,會發生一種稱為蛇紋巖化(serpentinization)的化學過程,釋放出氫氣,這些氫氣可以在多孔岩石儲層中積累。
這一自然資源可以繞過目前製造氫氣所涉及的高成本和污染,從而為汽車提供動力並使重工業脱碳提供可行的途徑。
茲萬解釋道:「我們已經知道地球產生大量氫氣,而在馬裏當地規模的開採已經在進行。現在的關鍵問題是是否能找到大規模的氫氣儲量,因為與石油系統一樣,必須滿足非常特定的條件,所有關鍵元素必須在正確的時間內到位。」
利用先進的數值模型,科學家們發現侵蝕在自然氫氣生產中充當了微妙的調節器。適度的侵蝕促進了地幔岩石的抬升,改善了產生氫氣的化學反應的條件,但自然也可能過於激進。過快或過強的侵蝕可能會適得其反,破壞儲層岩石並擾亂所需的温度。此外,模擬顯示,一個地區的古老地質歷史在確定其最終氫氣潛力方面也起著重要作用。具體而言,早於山脈形成之前,構造延展階段的持續時間對這一結果有著重大影響。
當研究人員比較不同的山脈時,他們證明氫氣潛力在不同山脈之間顯著變化。在所檢查的情境中,比利牛斯山脈顯示出高度有利的潛力,而阿爾卑斯山脈也顯示出有趣的潛力,而西班牙的貝提克山脈則不太有前途。研究作者指出,雖然這些發現有助於確定調查的方向,但進一步的研究仍然至關重要,以精確繪製自然氫氣探索應該進行的地點。這項研究已發表於《地球物理研究期刊:固體地球》(Journal of Geophysical Research: Solid Earth)。
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