Horisondi logo
<< | Arhiiv | Lingid | Tellimine | Impressum | e-post
Horisont 2/2002
Põleva jää müsteerium
Jüri Krustok

   Ei, see pole fantaasia. Põlev jää ehk metaanhüdraat on tõepoolest looduses olemas. Ja teda pole sugugi vähe. Metaanhüdraadi ennustatavad kogused on sedavõrd suured, et võivad ühtaegu lahendada nii tuleviku energiaprobleeme kui ka põhjustada olulisi kliimamuutusi Maal.

   Vangistatud metaan

   Metaanhüdraat on jääsarnane eriline kristalliline aine, kus vee molekulidest moodustunud kristallvõre tühimikud on võimelised hoidma endas metaani (CH4) molekule. Loomulikult leidub ka teistsuguseid gaashüdraate, kus metaani asemel kükitab kristallvõres mõne teise gaasi molekul. Gaashüdraadid on keemialaborites tuntud juba 19. sajandi algusest, mil neid peeti eriskummalisteks ühenditeks. Kuna looduses midagi taolist ei suudetud leida, siis jäidki gaashüdraadid rohkem keemikute akadeemiliste uuringute mängumaale. Läinud sajandi kolmekümnendatel aastatel aga ilmnes, et metaanhüdraat on tihti segatud gaasijuhtmete ummistumistesse ja seda eriti polaaraladel. Looduslik gaas koosneb enamuses just metaanist ning madalatel temperatuuridel veeauruga segunedes moodustuski metaanhüdraat. Järgnevatel aastatel püüti paljudes laboratooriumides leida mooduseid, kuidas metaanhüdraadi tekkimist gaasijuhtmetes takistada. Tõeline buum läks lahti aga 1960. aastate lõpul, kui Lääne-Siberi naftaväljade uurimisel leiti maapõuest looduslikku metaanhüdraati. Veidi hiljem avastati "põlevat jääd" ka Alaska poolsaarelt. Edasised uuringud näitasid, et metaanhüdraati võib leida mitte ainult polaaralade maapõuest, vaid ka ookeanide ning merede põhjast. Avastatud kogused üllatasid aga kõiki.

   Kui metaanhüdraat satub normaalsetesse tingimustesse, siis hakkab ta kiiresti sulama ning sõna otseses mõttes keema, sest sulamise käigus vabaneb tohutu kogus metaani. Nii võib üks kuupmeeter metaanhüdraati sisaldada kuni 160 kuupmeetrit metaani! Täpselt nagu mõni gaasiballoon. Ja metaan ju teatavasti põleb!

   Kas tuleviku kütus?

   Nüüdseks on selge, et see üldsusele peaaegu tundmatu aine moodustab Maa kütusevarudest üle poole. Niisiis leidub teda rohkem kui naftat, gaasi, kivisütt ja teisi kütuseid kokku. Ning need on veel suhteliselt konservatiivsed hinnangud. Kuid siin on peidus üks "aga". Nimelt pole senini ühtegi sobivat tehnoloogiat metaanhüdraadi kaevandamiseks. Tegelikult ju seda põlevat jääd keegi vahest kaevandama ei hakkagi, kuid ka metaani kättesaamiseks temast pole momendil ühtegi kõlbulikku lahendust. Kõige kaugemale on ilmselt jõutud Jaapanis, sest neil ju muid looduslikke kütuseid ei leidu. Jaapani teadlased alustasid katsepuurimisi 60 kilomeetri kaugusel rannikust 950 meetri sügavuses ookeanis. Jah, stabiilne metaanhüdraat võib eksisteerida vaid üsna kõrge rõhu all, ja seega pole teda võimalik leida madalamalt kui 500 meetrit. Nii suured sügavused on tehniliselt tõsine väljakutse olemasolevale tehnoloogiale, sest senised puurimised nafta- ja gaasiväljadel pole kunagi nii kaugele ulatunud. Samas on suuremastaabilised katsetused metaanhüdraadi kasutuselevõtuks teoksil ka Indias, Austraalias ning teisteski maades. Uuringud on näidanud, et ookeanide põhjas võib metaanhüdraadi kihi paksus ulatuda sadadesse meetritesse. Ja see pole veel kõik. Tihti on paksu metaanhüdraadi kihi all peidus veel looduslikku gaasi. Muidugi võib kõigepealt puurida augu läbi metaanhüdraadi kihi, pumbata tema alt välja gaas ning loota, et rõhu languse tõttu hakkab lagunema ka metaanhüdraat, vabastades endasse kogunenud metaani. Teine võimalus on puurida metaanhüdraadi kihti mitu auku, ühele neist valada sisse kuuma vett ning jääda lootma, et soojenenud metaanhüdraat hakkab lagunema.

   Seejärel pumbata teise augu kaudu vabanenud metaan välja. Eks tulevik näita, milline lahendus lõpuks kasutusele võetakse.

   Võimalikud ohud

   Metaan on kütusena küll üsna kasulik, kuid samas on ta väga tõhus kasvuhoonegaas. Kui praegu muretseme, et suurenenud süsihappegaasi osakaal atmosfääris soojendab meie planeeti ehk liialt, siis metaan on veel 10 korda ohtlikum! Ja metaanhüdraati on kogutud miljonite aastate jooksul moodustunud metaan. Kui vaid murdosa sellest gaasist pääseks atmosfääri, siis oleksime kõik üsna suurte probleemide ees. Metaanhüdraadi lagunemisele aitab kindlasti kaasa kliima ja sellega ka maailmamerede soojenemine. Samas tundub, et ohtlikum, kui põleva jää enda lagunemine, on hoopis tema all peituvate suurte gaasikoguste kontrollimatu atmosfääri paiskumine. Ja see võib toimuda väga äkki. Kõigi eelduste kohaselt on sarnaseid järske metaanipahvakuid sattunud atmosfääri ajaloo vältel mitmeid kordi ning nendele on järgnenud üsnagi äkilised kliimamuutused. Veel ei tea me isegi kõiki võimalikke ohte, mida mataanhüdraadi tasakaalu häirimine endaga kaasa võib tuua. Seetõttu on igati õigustatud teadlaste ettevaatlik suhtumine tuleviku energiaressursi kiiresse kasutamisse. Kindlasti vabaneb juba praegu ookeanide põhjast teatud osa metaani. Mõned uurijad on seisukohal, et ka Bermuda kolmnurgas kaovad laevad salapäraselt just metaani tugeva väljapaiskumise tõttu selles piirkonnas. Põhjus -- metaanist üleküllastatud merevesi pole võimeline laevu enam kandma ja nad upuvad väga kiiresti. Metaani võib olla teinekord isegi nii palju, et mere kohal lendavad lennukid võivad mingist sädemest ta süüdata ja järgnevas gaasiplahvatuses ise jäljetult kaduda. Samas võib metaanhüdraat toimida ka omapärase kliima regulaatorina, sest külmadel aegadel ookeanide veetase langeb ning veerõhu alanemise tõttu vabaneb atmosfääri rohkem metaani, mis kasvuhooneefekti tõttu soodustab kliima soojenemist. Soojaperioodil toimib aga vastupidine protsess. Igatahes on teadlased mõistnud, et metaanhüdraadi põhjalik tundmine võib meid tulevikus nii mõnestki probleemist päästa. Ja siiski on hea teada, et inimkonnal on tagataskus varuks veel niisugune suur kütusekogus.

   JÜRI KRUSTOK (1955) on Tallinna Tehnikaülikooli vanemteadur. Füüsika-matemaatikakandidaat.

Viimati uuendatud 6. juuni 2003