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Una ricerca offre un nuovo punto di vista sulla stabilità dei composti acqua ghiacciata-gas nelle profondità oceaniche

La dissociazione dei depositi ghiacciati di idrati di gas sottomarini può rilasciare fluidi ricchi di gas e destabilizzare i sedimenti, provocando grandi frane nelle profondità marine. Uno studio comparativo dei margini oceanici mediterranei e brasiliani sta aiutando gli scienziati a comprendere meglio i fattori che controllano la stabilità di questi depositi simili a ghiaccio.

Ricerca di base

Gli idrati di gas sono solidi simili a ghiaccio composti da molecole gassose (principalmente metano) in gabbie di ghiaccio idrico, stabili in condizioni di alta pressione e bassa temperatura. In natura queste sostanze sono presenti lungo i margini oceanici a profondità sottomarine superiori a circa 500 metri, formando la più grande riserva mondiale di carbonio organico. Sono molte le domande irrisolte in merito a come sia regolata la stabilità nel corso del tempo di questi depositi ghiacciati di gas. «È importante sviluppare una migliore comprensione dei fattori che controllano la stabilità degli idrati di gas per poter determinare in che modo contribuiscono ai cambiamenti climatici globali, alla stabilità del fondale marino a livello locale e alle strategie energetiche nazionali», osserva Daniel Praeg, coordinatore di SEAGAS, progetto che ha ricevuto finanziamenti nell’ambito del programma Marie Skłodowska-Curie. SEAGAS è il primo progetto a intraprendere un’analisi comparativa dei luoghi in cui sono presenti idrati di gas nei margini oceanici che sono stati soggetti a diversi fattori di condizionamento sul clima: il Mar Mediterraneo e l’Oceano Atlantico meridionale. Il progetto ha impiegato la modellizzazione predittiva della stabilità degli idrati di gas per condurre le osservazioni mediante set di dati geofisici, geologici, geochimici e geotermici messi a disposizione dei partner francesi e brasiliani del progetto. I risultati forniscono nuove informazioni in merito alle dinamiche che caratterizzano gli idrati di gas per quanto concerne l’efflusso di fluidi dal fondo marino.

Stabilità degli idrati di gas in relazione alla risalita dei fluidi

SEAGAS ha raccolto prove convincenti sul fatto che la stabilità degli idrati di gas è influenzata dalla risalita dei fluidi presenti in spessi depositi di sedimenti nei margini continentali. Il progetto ha esaminato tre regioni in cui vi sono idrati di gas all’interno di tre principali depocentri: i conoidi delle profondità sottomarine di due fiumi, il Nilo e il Rio delle Amazzoni, e il cono del Rio Grande, al largo del Brasile meridionale. Tutti questi depocentri sedimentari sono attualmente soggetti a un collasso gravitazionale al di sopra dei distacchi di scisto argilloso in profondità, il che provoca attività tettonica sinsedimentaria. «Abbiamo scoperto che la risalita dei fluidi attraverso le strutture tettoniche esercita un considerevole effetto sulla stabilità degli idrati di gas e sul rilascio dei fluidi in atmosfera, in tutti i tre depocentri. Il trasferimento di calore «eleva» la base della zona di stabilità su ampie aree, mentre la rapida formazione di idrati in risposta all’incremento della concentrazione di gas può spiegare la creazione di condotti a forma di camino da cui fuoriescono i fluidi. I nostri risultati ci hanno portato a proporre un modello di dinamica degli idrati «dal basso verso l’alto», in cui gli aumenti nella risalita dei fluidi (ad esempio nel corso dei movimenti delle faglie) comportano riduzioni nella stabilità dei sedimenti ricchi di idrati presenti più in basso. A sua volta, questo processo diminuisce la resistenza dei sedimenti presenti nel sottosuolo, il che potrebbe innescare la generazione di enormi frane sottomarine», spiega Praeg. Un esempio particolarmente rilevante è quello del conoide del Rio delle Amazzoni, in cui la risalita dei fluidi ricchi di gas è associata a livello spaziale con faglie di sovrascorrimento sottostanti. «Il modello proposto di dinamica “dal basso verso l’alto” è in contrasto con il punto di vista convenzionale “dall’alto verso il basso” secondo cui la stabilità degli idrati di gas è associata ai cambiamenti nel livello del mare e nelle temperature dell’oceano causati dal clima», aggiunge Praeg.

Linea d’azione futura

I risultati di SEAGAS sono stati divulgati in occasione di presentazioni svolte nell’ambito di conferenze in Europa, Brasile e Stati Uniti e in svariate pubblicazioni, tra cui articoli pubblicati in riviste scientifiche sottoposte a revisione paritaria. Il progetto ha inoltre generato proposte di successo per tre campagne oceanografiche a conduzione francese per i margini del Rio delle Amazzoni e del Nilo, che avranno luogo a partire dal 2021. Queste iniziative coinvolgeranno ricercatori europei e brasiliani per testare il modello proposto da SEAGAS, promuovendo al contempo un’ulteriore cooperazione di ricerca in un campo che riveste un interesse strategico per lo Spazio europeo della ricerca.

Parole chiave

SEAGAS, idrato di gas, sedimento, margine continentale, Rio delle Amazzoni, deposito di idrati di gas, Nilo, zona di stabilità degli idrati di gas

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