Forskare från Skoltech har designat och genomfört experiment för att mäta gaspermeabilitet under olika förhållanden för ishaltiga sediment som efterliknar permafrost. Deras resultat kan vara användbara både för att modellera och testa tekniker för gasproduktion från arktiska reservoarer och för att spåra metanutsläpp på höga breddgrader. Uppsatsen publicerades i tidskriften Energi &Bränsle .

Permafrost, även om det låter väldigt stabilt och permanent, är faktiskt ganska varierande:Beroende på sammansättningen av den frusna marken, tryck, temperatur och så vidare, det kan ha olika egenskaper, som är oerhört viktiga om du vill bygga något på permafrost, såsom ett olje- och gasfält. Permafrost är också mycket gasig:Den kan innehålla mycket naturgas i form av hydrater, och dess permeabilitet är en viktig parameter både för forskning och för många aktiviteter i Arktis.

"Gaspermeabiliteten påverkar migration och ansamling av naturgas i denna frusna mark samt utsläpp till atmosfären. Kunskaper om filtreringsegenskaper hos permafrost innehållande gashydrater är också absolut nödvändig för uppskattningar av möjligheten att utvinna gas ur hydrater. " säger Evgeny Chuvilin, Ledande forskare vid Skoltech och medförfattare till artikeln.

Chuvilin och hans kollegor bestämde sig för att hantera den dåligt studerade frågan om gaspermeabilitetsvariationer i is- och hydratmättade sandprover under frysning och upptining och när gashydrater bildas och dissocierar. För det, teamet var tvungen att designa och bygga en experimentell uppsättning som skulle tillåta dem att testa olika prover som härmar permafrost under olika tryck- och temperaturförhållanden samt lerinnehåll.

"Datan vi fick kan användas för att testa metoder för gasutvinning i permafrostområden, inklusive från hydrater, och vid kartläggning av områden med hög permafrostpermeabilitet för studier av metanutsläpp i Arktis, " säger Chuvilin.

Deras studie visade också en hög sannolikhet för ökad permeabilitet i kombination med dissociation av gashydrater i permafrost - ett troligt scenario med tanke på den nuvarande uppvärmningstrenden i Arktis. "Vi behöver inte nödvändigtvis vänta på en fullständig upptining av permafrosten - även en liten temperaturförskjutning är tillräckligt för att utlösa dissociation. Och ökad gaspermeabilitet som kommer att följa kommer att skapa förutsättningar för metanutsläpp till atmosfären, orsakar en mängd olika miljömässiga och tekniska effekter, " konstaterar Chuvilin.