En ny artikel i tidskriften *Nature Geoscience* beskriver hur teamet införlivade kapillärtryck, en kraft som verkar i de smala kanalerna och porerna i marint sediment, i en datormodell för att simulera metanhydrattillväxt och -migrering över tid. Deras resultat kan förbättra bedömningar av metanhydratresurser, såväl som uppskattningar av mängden metan som släpps ut i jordens atmosfär och hav under olika klimatförhållanden.
"Kapillärdriven hydratbildning involverar en positiv återkopplingsslinga mellan tillväxten av gasbubblor i marina sediment och bildningen av metanhydrat runt dem", säger huvudförfattaren Zhenzhen Sun, en före detta Rice-postdoktor som nu är fakultet vid Sun Yat- sen universitet i Kina. "Gasbubblor kan ackumuleras och växa till centimeter eller större storlekar när tillförseln av metangas är större än metangasförbrukningen genom mikrobiell nedbrytning."
När gastrycket byggs inuti dessa bubblor, förklarade forskarna, övervinner det kapillärkrafterna i sedimentet och skapar vägar för bubblans expansion. När gas läcker in i dessa vägar bildas hydrat på porväggar och mineralytor, vilket skapar hydratrika skal som ytterligare stärker och växer hydratstrukturerna.
"Vad som gör det intressant och annorlunda är att gasbubblorna alltid är i centrum av hydratavlagringarna, och hydratavlagringarna skyddar bubblorna från havsvattnet, som annars skulle lösa upp dem", säger medförfattaren Lucile Brunet, en postdoktorand forskning associerad vid Rices avdelning för civil- och miljöteknik och huvudförfattare till en relaterad artikel i *Geokemi, geofysik, geosystem*.
Medförfattare Andrea Fildani, docent i civil- och miljöteknik och i jord-, miljö- och planetvetenskaper vid Rice, sa att kapillärdriven hydratbildning kan vara en viktig mekanism för bildandet av gashydratavlagringar i marina sediment.
"Vår modell antyder att kapillärdriven hydratbildning kan förklara både lokaliserade stora avlagringar som upptäcktes med seismiska metoder på djup av hundratals meter under havsbotten, såväl som de mer utbredda hydratavlagringar som finns i marina sediment precis under havsbotten, " sa han.
Fildani sa att modellen skulle kunna användas för att bedöma stabiliteten hos hydratavlagringar under föränderliga klimatförhållanden. "Eftersom gashydrater kan fungera som burar som fångar in metan i sin kristallstruktur och förhindrar att det släpps ut i atmosfären, har våra fynd konsekvenser för att förstå hur mycket metan som kan frigöras när klimatet värms upp", sa han.
Fildani och Brunet är medlemmar i Rice Centre for Energy Studies.
