İng. Gas Hydrates, Energy Resource

Gaz hidratlar (metan hidratlar veya klatratlar), buza benzeyen fakat içerisinde yüksek oranda katı metan gazı (CH4- doğal gaz) içeren ve bu sebeple yanan buz olarak adlandırılan bir fosil yakıt türüdür (Şekil 1). İlk kez 1810 yılında Humphry Davy¹ tarafından keşfedilmiş ve günümüze değin önemini korumuştur. 1 m³ gaz hidrat, standart basınç ve sıcaklık koşullarında (1 atm basınç, 0 °C sıcaklık) çözündüğünde, sadece 0.8 m³ oranında su ve 164 m³ gibi çok yüksek bir oranda metan gazı içerdiğinden, gezegenimizin enerji ihtiyacını karşılamaya yönelik en büyük doğal gaz rezervi olarak bilinmektedir.² Gaz hidrat içeren tortul kayaçlar ayrıca örtü kayaç etkisi ile altlarındaki tortullarda serbest gazın kapanlanmasına sebep olarak ikincil rezervuarlar oluştururlar.^3,4 Dünyada bilinen gaz hidrat rezervlerinin barındırdığı metan gazı miktarı 3×1015m³’tür.⁵ Bu oran dünya üzerinde kullanılan fosil yakıtların içerdiği karbon miktarının yaklaşık iki katına karşılık gelmektedir.⁶ Gaz hidratların içerisinde bulunan metan gazı, ya mikroorganizmaların biyolojik aktivitesinden (biyojenik köken), ya da fosil organik maddelerin ayrışmasından (termojenik köken) oluşmaktadır. Termojenik kökenli üretilen gaz derinlerdeki kaynak kayadan, fay sistemleri ile hidratın kararlı olduğu sığ kısımlara taşınır.⁷ Gaz hidratlar yüksek basınç, düşük sıcaklık (2-20 °C) ve uygun gaz konsantrasyonlarında,² çoğunlukla denizel alanlarda (%95’i 1000 m’den derin sulardaki kıtasal yamaçlarda marjinlerde ve %5’i 500 m’den sığ sulardaki kıtasal yamaçlarda⁵) ve çok az oranda karasal alanlarda (Amerika, Rusya ve kutup bölgeleri olan Arktik ve Antarktika’da) sığ ve derin rezervler olarak depolanmışlardır.^6,8 Bu sahalardan Antarktika’da gaz hidratlar güney Shetland ve Wilkes kıtasal yamaçlarında, Ross Denizi’nde ve Weddell Denizi’nde keşfedilmiştir (Şekil 1). Güney Shetland kıtasal yamacı en çok çalışılan ve en yüksek gaz hidrat rezervi içeren sahadır. Gaz hidratlar sadece, uygun termobarik koşullar (yüksek basınç, düşük sıcaklık) altında oluşmakta ve kararlı kalmaktadır. Bunun yanı sıra gaz bileşimini, gözenek sıvısı bileşimi (tuzluluk) ve jeotermal gradyent kararlılığı kontrol eder. Bu parametrelerdeki çok küçük bir değişiklik gaz hidrat denge eğrisinin bozulmasına ve hidratın su ve metan gazı olarak ayrışmasına sebep olur.²