Transporte de gas derivado de la descomposición de hidratos de metano en los sedimentos de la plataforma ártica a la atmósfera: modelado numérico
Autores: Trimonova, Mariia; Baryshnikov, Nikolay; Turuntaev, Sergey
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Transporte de gas derivado de la descomposición de hidratos de metano en los sedimentos de la plataforma ártica a la atmósfera: modelado numérico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Estudio
Metano
Descomposición de hidratos de gas
Capas sedimentarias
Flujo
Atmósfera
Gas de efecto invernadero
Metodología
Bifásico
Flujo de gas no estacionario
Descomposición de hidratos
Curvas de permeabilidad
Presión capilar
Hidrostática
Difusión de gas
Simulaciones numéricas
Tasa de ascenso del frente de gas
Tasa de acumulación
Movimiento del frente de saturación
Expulsión de sedimentos
Descomposición de hidratos de metano en la plataforma ártica
Concentraciones de metano atmosférico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga el transporte de metano liberado por la descomposición de hidratos de gas a través de capas sedimentarias para cuantificar su flujo hacia la atmósfera, un proceso crítico dado el papel del metano como un importante gas de efecto invernadero. Se desarrolló una metodología novedosa para modelar el flujo de gas bifásico y no estacionario en regiones de descomposición de hidratos, incorporando factores clave como curvas de permeabilidad relativa, presión capilar, hidrostatics y difusión de gas. Las simulaciones numéricas revelaron que para lograr una tasa de ascenso del frente de gas de 7 m/año, la tasa de acumulación de gas no debe exceder 10 kg/m·s. A tasas de acumulación más altas (10 kg/m·s), la difusión de gas tiene un impacto mínimo en el movimiento del frente de saturación, mientras que a tasas más bajas (10 kg/m·s), la difusión afecta significativamente el comportamiento del frente. El estudio también estableció que la tasa crítica de acumulación de gas necesaria para desencadenar un estallido de sedimentos en la zona de descomposición de hidratos es aproximadamente 10 kg/m·s, varios órdenes de magnitud mayor que los flujos de gas burbujeante típicos observados en la superficie del océano. El modelo propuesto mejora la capacidad de predecir la contribución de la descomposición de hidratos de metano en la plataforma ártica a las concentraciones de metano atmosférico.
Descripción
Este estudio investiga el transporte de metano liberado por la descomposición de hidratos de gas a través de capas sedimentarias para cuantificar su flujo hacia la atmósfera, un proceso crítico dado el papel del metano como un importante gas de efecto invernadero. Se desarrolló una metodología novedosa para modelar el flujo de gas bifásico y no estacionario en regiones de descomposición de hidratos, incorporando factores clave como curvas de permeabilidad relativa, presión capilar, hidrostatics y difusión de gas. Las simulaciones numéricas revelaron que para lograr una tasa de ascenso del frente de gas de 7 m/año, la tasa de acumulación de gas no debe exceder 10 kg/m·s. A tasas de acumulación más altas (10 kg/m·s), la difusión de gas tiene un impacto mínimo en el movimiento del frente de saturación, mientras que a tasas más bajas (10 kg/m·s), la difusión afecta significativamente el comportamiento del frente. El estudio también estableció que la tasa crítica de acumulación de gas necesaria para desencadenar un estallido de sedimentos en la zona de descomposición de hidratos es aproximadamente 10 kg/m·s, varios órdenes de magnitud mayor que los flujos de gas burbujeante típicos observados en la superficie del océano. El modelo propuesto mejora la capacidad de predecir la contribución de la descomposición de hidratos de metano en la plataforma ártica a las concentraciones de metano atmosférico.