ΟΙ ΥΔΡΙΤΕΣ ΚΑΙ Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΟΥΣ ΩΣ ΚΑΥΣΙΜΗ ΥΛΗ ΤΟΥ ΜΕΛΛΟΝΤΟΣ. ΤΟ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ANAXIMANDER Από Δρ. Κωνσταντίνο Περισοράτη Οι υδρίτες (εικ. 1) είναι χημικές ενώσεις που ανήκουν στους κλειθρίτες, δηλαδή ενώσεις που εγκλείουν άλλες ενώσεις. Στην προκειμένη περίπτωση, οι υδρίτες (GAS HYDRATES ενυδατωμένοι υδρογονάνθρακες) αποτελούνται από έξι μόρια ύδατος και ένα μόριο μεθανίου σε μορφή πάγου, όλα σε στερεά μορφή (σχ. 1). Εικ.1. Δείγματα θαλάσσιων ιζημάτων που περιέχουν υδρίτες. Αριστερά: Αν ειρηνικός, Δεξιά: Αν. Μεσόγειος (Όρη Αναξίμανδρου) Σχ. 1. Δομή Υδριτών: Εγκλωβισμός μορίων μεθανίου από μόρια ύδατος Σχηματίζονται σε βάθη θάλασσας που κυμαίνονται από 200 έως 2.500 μέτρα, κυρίως σε στρώματα κάτω ή επί του πυθμένα, όπου επικρατούν συνθήκες υψηλής πίεσης και χαμηλής θερμοκρασίας (σχ. 2). Σχ.2. Διάγραμμα φάσε ων υδριτών
Όταν βρεθούν σε διαφορετικές συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας αποσυντίθενται και ο πάγος γίνεται νερό, μειουμένου του όγκου του, ενώ το μεθάνιο αποκτά, ως αέριο, όγκο 164 φορές μεγαλύτερο (σχ. 3). Σχ.3. Μεταβολή όγκου μεθανίου ύδατος λόγω αλλαγής συνθηκών Σήμερα και για τις επόμενες δεκαετίες, η εκμετάλλευση των υδριτών είναι τεχνικά πολύ δύσκολη, λόγω του βάθους που βρίσκονται και της γρήγορης αποσύνθεσής τους. Στις ΗΠΑ προγραμματίζεται δοκιμαστική εκμετάλλευση μετά από περίπου 20-25 έτη. Ανακαλύφθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 70 στο Δυτικό Ατλαντικό και μέχρι σήμερα έχουν εντοπισθεί τεράστιες ποσότητες, σε παγκόσμιο επίπεδο, όπως στον Ειρηνικό ωκεανό, στον Ινδικό ωκεανό και αλλού (σχ. 4). Σχ.4. Περιοχές παρουσίας υδριτών Η παρουσία των υδριτών στον Ευρωπαϊκό χώρο έχει διαπιστωθεί μέχρι στιγμής στην Κασπία Θάλασσα, στα στενά του Μπάρεντς και στην Ανατολική Μεσόγειο, στα υποθαλάσσια υβώματα του Αναξίμανδρου, ανατολικά της Ρόδου και νότια του κόλπου της Αττάλειας (σχ. 5).
Σχ.5. Γεωλογική εικόνα της Αν.Μεσογείου με την περιοχή μελέτης (Anaximander area) Υπολογίζεται ότι το ποσοστό του άνθρακα που υπάρχει στα γνωστά σήμερα στρώματα υδριτών είναι πάνω από το 50% του συνολικού ποσού του άνθρακα που υπάρχει σε όλους τους υδρογονάνθρακες. Ειδικότερα, τα αποθέματα υδριτών που υπάρχουν στις θαλάσσιες λεκάνες στον Δυτικό Ατλαντικό, στην περιοχή του κόλπου του Μεξικού, μπορούν να εξυπηρετήσουν τις ανάγκες των ΗΠΑ σε μεθάνιο για τα επόμενα 100 έτη (με ρυθμούς κατανάλωσης έτους 1996). Το Νοέμβριο του 2002 άρχισε η υλοποίηση του προγράμματος ANAXIMANDER, το οποίο χρηματοδοτήθηκε από την Ε.Ε. με το ποσό των 2,600,421. Συντονιστής ήταν το Ινστιτούτο Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών (Ι.Γ.Μ.Ε.) με επικεφαλής τον Δρ. Κ. Περισοράτη, τότε Διευθυντή της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων. Στο πρόγραμμα συμμετείχαν από Ελληνικής πλευράς, εκτός του Ι.Γ.Μ.Ε., το Εθνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών (ΕΛ.ΚΕ.ΘΕ) και το Πολυτεχνείο Κρήτης, ενώ από Ευρωπαϊκής πλευράς, το Πολυτεχνείο του Βερολίνου, το Πολυτεχνείο του Κλάουσταλ (Γερμανία), το Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης, το Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ και το Ωκεανογραφικό Ινστιτούτο της Βαρκελώνης. Συμμετείχε, επίσης, ως παρατηρητής και ένας Τούρκος επιστήμονας από το Πανεπιστήμιο της Σμύρνης. Το πρόγραμμα είχε διάρκεια 3 έτη, από το Νοέμβριο 2002 έως τον Οκτώβριο 2005. Στόχοι του προγράμματος ήταν: - η λεπτομερής βαθυμετρική και σεισμική καταγραφή των υποθαλάσσιων υβωμάτων του Αναξίμανδρου - ο τρόπος δειγματοληψίας με ειδικούς πυρηνολήπτες διατηρώντας τις «in situ» συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας - η εξακρίβωση της δομής των υδριτών και ο τρόπος δημιουργίας τους - Ο προσδιορισμός του χρόνου και του περιβάλλοντος απόθεσης των σχηματισμών που φιλοξενούν τους ενυδατωμένους υδρογονάνθρακες (υδρίτες)
- η εξακρίβωση της φυλογενετικής βιοποικιλότητας της ενδημούσας στους υδρίτες βιοκοινωνίας. - η ποσοτική εκτίμηση των αποθεμάτων τους Το Μάιο του 2003, πραγματοποιήθηκε με το Ωκεανογραφικό σκάφος ΑΙΓΑΙΟ, που ανήκει στο ΕΛ.ΚΕ.ΘΕ., η πρώτη εργασία πεδίου στα υποθαλάσσια όρη του Αναξίμανδρου στη ΝΑ Μεσόγειο, όπου ελήφθησαν πυρήνες και συλλέχθηκαν δείγματα υδριτών που σχηματίζονται κυρίως 40-80 cm κάτω από την επιφάνεια του πυθμένα, σε βάθος θάλασσας περίπου 2.000μ. Κατά τη διάρκεια των ερευνών αυτών αναγνωρίστηκε νέο λασποηφαίστειο με το όνομα ΑΘΗΝΑ και έλαβαν χώρα οι απαραίτητες δειγματοληψίες. Το Μάιο του 2004, πραγματοποιήθηκε το δεύτερο επιστημονικό ταξίδι στην περιοχή με το ίδιο σκάφος, εξοπλισμένο με ειδικούς πυρηνολήπτες που κατασκευάστηκαν για τις ανάγκες του έργου, έτσι ώστε να μην αλλοιώνονται τα «in situ» χαρακτηριστικά των υδριτών κατά τη διάρκεια των δειγματοληψιών (εικ. 2). Εικ.2. Ειδικός πυρηνολήπτης βαρύτητος Επίσης, στο ταξίδι αυτό αναγνωρίστηκε, σε βάθος 1260μ, νέο λασποηφαίστειο που ονομάστηκε ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ (το πιο ρηχό μέχρι σήμερα στη Μεσόγειο), απ όπου συλλέχθηκαν και μελετώνται οι χαρακτηριστικοί σχηματισμοί των λασποροών (σχ.6). Σχ.6. Μορφολογία του λασποηφαιστείου Θεσσαλονίκη (το βάθος σε μέτρα)
Τα ονόματα των δύο νέο-ανακαλυφθέντων ηφαιστείων καθιερώθηκαν διεθνώς (σχ.7). Σχ.7. Περιοχή μελέτης και θέση των ερευνηθέντων πέντε λασποηφαιστείων (Μορφολογία πυθμένα από το ΕΛΚΕΘΕ) Η περιοχή ερευνών είναι εκτός χωρικών υδάτων της Τουρκίας αλλά εντός της οικονομικής ζώνης, οπότε ζητήθηκε και δόθηκε η σχετική άδεια. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι, τόσο η εμφάνιση των υδριτών όσο και οι ποσότητες που υπάρχουν στα όρη του Αναξίμανδρου, αποκλείουν τη σημερινή εκμετάλλευσή τους, κάτι που ίσως πραγματοποιηθεί στο μέλλον σε άλλες θαλάσσιες λεκάνες. Ωστόσο, η μελέτη τους θα βοηθήσει στην κατανόηση των γεωλογικών - γεωχημικών παραμέτρων των υδριτών και στη διερεύνηση των οργανισμών που συνυπάρχουν. Τέλος, πρέπει να αναφερθεί ότι τα πρώτα αποτελέσματα των αναλύσεων των στοιχείων που ελήφθησαν από την περιοχή μελέτης, έδειξαν ότι η παρουσία υδριτών στον πυθμένα είναι περισσότερο ευρύτερη απ ό,τι ήταν γνωστό μέχρι τώρα. Σήμερα γίνονται πολυάριθμες μελέτες, σχετικά με το αν οι ποσότητες του μεθανίου και των ενυδατωμένων υδρογονανθράκων που εγκλείονται κυρίως στα υποθαλάσσια λασποηφαίστεια (mud volcanoes), επηρεάζουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου και επομένως την παγκόσμια περιβαλλοντική ισορροπία. Με την υλοποίηση των προαναφερθέντων, καθαρά ερευνητικών στόχων, το πρόγραμμα ANAXIMANDER είναι βέβαιο ότι συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση του ευρύτερου περιβάλλοντος των υδριτών και δίνει απαντήσεις σε σημαντικά ερωτήματα της επιστημονικής κοινότητας σε ένα αντικείμενο πρωτοποριακό, που σήμερα είναι στο επίκεντρο του επιστημονικού ενδιαφέροντος.