Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Top News

Kebocoran dari lapisan beku adalah teka-teki, tetapi sebuah studi baru menunjukkan bagaimana gas rumah kaca yang kuat menembus penghalang es – ScienceDaily


Metana, komponen utama gas alam, adalah pembakaran terbersih dari semua bahan bakar fosil, tetapi ketika dilepaskan ke atmosfer, itu adalah gas rumah kaca yang jauh lebih kuat daripada karbon dioksida. Menurut beberapa perkiraan, metana dasar laut yang terkandung dalam formasi beku di sepanjang margin benua mungkin sama atau melebihi jumlah total batu bara, minyak, dan gas di semua waduk lain di seluruh dunia. Namun, cara metana keluar dari formasi dalam ini masih kurang dipahami.

Secara khusus, para ilmuwan dihadapkan pada teka-teki. Pengamatan di lokasi di seluruh dunia telah menunjukkan kolom gas metana yang kuat yang menggelembung dari formasi ini di beberapa tempat, namun tekanan tinggi dan suhu rendah dari lingkungan laut dalam ini seharusnya menciptakan lapisan beku padat yang diharapkan dapat berfungsi sebagai semacam batu penjuru, mencegah gas keluar. Jadi bagaimana gasnya keluar?

Sebuah studi baru membantu menjelaskan bagaimana dan mengapa kolom gas dapat mengalir keluar dari formasi ini, yang dikenal sebagai hidrat metana. Dengan menggunakan kombinasi observasi laut dalam, eksperimen laboratorium, dan pemodelan komputer, para peneliti telah menemukan fenomena yang menjelaskan dan memprediksi cara gas terlepas dari cengkeraman es dari campuran beku air dan metana. Penemuan ini dilaporkan hari ini di jurnal PNAS, dalam makalah oleh Xiaojing (Ruby) Fu SM ’15, PhD ’17, sekarang di University of California di Berkeley; Profesor Ruben Juanes di MIT; dan lima lainnya di Swiss, Spanyol, New Mexico, dan California.

Anehnya, pembentukan hidrat beku tidak hanya gagal mencegah gas metana keluar ke kolom samudra, tetapi dalam beberapa kasus sebenarnya memfasilitasi pelarian itu.

Awalnya, Fu melihat foto dan video yang menunjukkan gumpalan metana, yang diambil dari kapal penelitian NOAA di Teluk Meksiko, mengungkapkan proses pembentukan gelembung tepat di dasar laut. Jelas bahwa gelembung itu sendiri sering terbentuk dengan kerak beku di sekitarnya, dan akan mengapung ke atas dengan cangkang esnya seperti balon helium kecil.

Belakangan, Fu menggunakan sonar untuk mendeteksi gumpalan gelembung serupa dari kapal penelitian di lepas pantai Virginia. “Pelayaran ini saja mendeteksi ribuan bulu ini,” kata Fu, yang memimpin proyek penelitian saat menjadi mahasiswa pascasarjana dan postdoc di MIT. “Kita bisa mengikuti gelembung metana yang dilapisi oleh cangkang hidrat ke dalam kolom air,” katanya. “Saat itulah kami pertama kali mengetahui bahwa pembentukan hidrat pada antarmuka gas ini bisa menjadi kejadian yang sangat umum.”

Tapi sebenarnya apa yang terjadi di bawah dasar laut yang memicu pelepasan gelembung ini masih belum diketahui. Melalui serangkaian eksperimen dan simulasi laboratorium, mekanisme kerja secara bertahap menjadi jelas.

Studi seismik di bawah permukaan dasar laut di daerah ventilasi ini menunjukkan serangkaian saluran yang relatif sempit, atau cerobong asap, yang melaluinya gas keluar. Tetapi keberadaan bongkahan gas hidrat dari formasi yang sama memperjelas bahwa hidrat padat dan gas metana dapat hidup berdampingan, jelas Fu. Untuk mensimulasikan kondisi di lab, para peneliti menggunakan pengaturan dua dimensi kecil, mengapit gelembung gas di lapisan air di antara dua pelat kaca di bawah tekanan tinggi.

Saat gas mencoba naik melalui dasar laut, kata Fu, jika itu membentuk lapisan hidrat saat menyentuh air laut yang dingin, itu seharusnya menghalangi kemajuannya: “Ini menabrak dinding. Jadi bagaimana dinding itu tidak mencegahnya terus menerus? migrasi?” Dengan menggunakan eksperimen mikrofluida, mereka menemukan fenomena yang sebelumnya tidak diketahui di tempat kerja, yang mereka sebut penjarian kerak.

Jika gelembung gas mulai mengembang, “apa yang kami lihat adalah bahwa pemuaian gas mampu menciptakan tekanan yang cukup untuk memecahkan cangkang hidrat. Dan itu hampir seperti menetas dari cangkangnya sendiri,” kata Fu. Tetapi alih-alih setiap pecah membeku kembali dengan pembentukan kembali hidrat, pembentukan hidrat terjadi di sepanjang sisi gelembung yang naik, menciptakan semacam tabung di sekitar gelembung saat bergerak ke atas. “Ini hampir seperti gelembung gas yang mampu membentuk jalurnya sendiri, dan jalur itu dibatasi oleh padatan hidrat,” katanya. Fenomena yang mereka amati dalam skala kecil di laboratorium, analisis mereka menunjukkan, juga yang akan terjadi pada skala yang jauh lebih besar di dasar laut.

Pengamatan itu, katanya, “sebenarnya baru pertama kali kita mengetahui fenomena seperti ini yang bisa menjelaskan bagaimana pembentukan hidrat tidak akan menghambat aliran gas, melainkan dalam hal ini akan memfasilitasi,” dengan menyediakan saluran. dan mengarahkan arus. Tanpa pemfokusan itu, aliran gas akan jauh lebih berdifusi dan menyebar.

Saat kerak hidrat terbentuk, ia memperlambat pembentukan lebih banyak hidrat karena ia membentuk penghalang antara gas dan air laut. Karenanya, metana di bawah penghalang dapat bertahan dalam bentuk gas yang tidak membeku untuk waktu yang lama. Kombinasi dari dua fenomena ini – efek pemfokusan saluran berdinding hidrat dan pemisahan gas metana dari air oleh lapisan hidrat – “sangat membantu menjelaskan mengapa Anda dapat memiliki beberapa ventilasi yang kuat ini, berkat pembentukan hidrat, bukan dicegah olehnya, “kata Juanes.

Pemahaman yang lebih baik tentang proses tersebut dapat membantu dalam memprediksi di mana dan kapan rembesan metana tersebut akan ditemukan, dan bagaimana perubahan kondisi lingkungan dapat mempengaruhi distribusi dan keluaran rembesan tersebut. Meskipun ada saran bahwa pemanasan iklim dapat meningkatkan laju ventilasi tersebut, Fu mengatakan sejauh ini hanya ada sedikit bukti. Dia mencatat bahwa suhu di kedalaman di mana formasi ini terjadi – sedalam 600 meter (1.900 kaki) atau lebih – diperkirakan akan mengalami peningkatan suhu yang lebih kecil daripada yang dibutuhkan untuk memicu pelepasan gas beku secara luas.

Beberapa peneliti telah menyarankan bahwa formasi metana bawah laut yang luas ini mungkin suatu saat dapat dimanfaatkan untuk produksi energi. Meskipun akan ada rintangan teknis yang besar untuk penggunaan seperti itu, Juanes mengatakan, temuan ini mungkin membantu dalam menilai kemungkinan.

“Masalah bagaimana gas dapat bergerak melalui zona stabilitas hidrat, di mana kita berharap gas tidak dapat bergerak dengan diubah menjadi hidrat, dan sebagai gantinya melarikan diri di dasar laut, masih belum sepenuhnya dipahami,” kata Hugh Daigle, seorang profesor. teknik perminyakan dan geosystems di University of Texas di Austin, yang tidak terkait dengan penelitian ini. “Pekerjaan ini menyajikan kemungkinan mekanisme baru yang secara masuk akal memungkinkan proses ini terjadi, dan dengan baik mengintegrasikan pengamatan laboratorium sebelumnya dengan pemodelan pada skala yang lebih besar.”

“Dalam arti praktis, pekerjaan di sini mengambil fenomena dalam skala kecil dan memungkinkan kami untuk menggunakannya dalam model yang hanya mempertimbangkan skala yang lebih besar, dan akan sangat berguna untuk diterapkan di pekerjaan mendatang,” kata Daigle.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Slot Online