Zona de estabilidad de hidratos de gas

La zona de estabilidad de hidratos de gas , abreviada GHSZ , también denominada zona de estabilidad de hidratos de metano ( MHSZ ) o zona de estabilidad de hidratos ( HSZ ), se refiere a una zona y profundidad del entorno marino en la que los clatratos de metano existen naturalmente en la corteza terrestre .

La estabilidad de los hidratos de gas depende principalmente de la temperatura y la presión , sin embargo, otras variables como la composición del gas y las impurezas iónicas en el agua influyen en los límites de estabilidad. ^[1] La existencia y profundidad de un depósito de hidratos a menudo se indica mediante la presencia de un reflector simulador de fondo (BSR). Un BSR es una reflexión sísmica que indica el límite inferior de la estabilidad de los hidratos en los sedimentos debido a las diferentes densidades de los sedimentos saturados de hidratos, los sedimentos normales y los que contienen gas libre. ^[2]

Los límites superior e inferior de la HSZ, así como su espesor, dependen de las condiciones locales en las que se produce el hidrato. Las condiciones para la estabilidad de los hidratos generalmente restringen los depósitos naturales a las regiones polares y las regiones oceánicas profundas. En las regiones polares, debido a las bajas temperaturas, el límite superior de la zona de estabilidad de los hidratos se produce a una profundidad de aproximadamente 150 metros . ^{1 [ cita requerida ]} La profundidad máxima de la zona de estabilidad de los hidratos está limitada por el gradiente geotérmico . A lo largo de los márgenes continentales, el espesor medio de la HSZ es de unos 500 m. ^[3] El límite superior en los sedimentos oceánicos se produce cuando las temperaturas del agua del fondo son de 0  °C o cercanas a él , y a una profundidad del agua de aproximadamente 300 metros. ^{1 [ cita requerida ]} El límite inferior de la HSZ está delimitado por el gradiente geotérmico. A medida que aumenta la profundidad por debajo del fondo marino, la temperatura acaba siendo demasiado alta para que existan hidratos. En áreas de alto flujo de calor geotérmico, el límite inferior de la HSZ puede volverse más superficial, disminuyendo así el espesor de la HSZ. Por el contrario, las capas de hidratos más gruesas y la HSZ más ancha se observan en áreas de bajo flujo de calor geotérmico. Generalmente, la profundidad máxima de la extensión de la HSZ es de 2000 metros por debajo de la superficie de la Tierra. ^{1,3 [ cita requerida ]} Utilizando la ubicación de un BSR, así como el régimen de presión-temperatura necesario para la estabilidad de los hidratos, la HSZ puede utilizarse para determinar gradientes geotérmicos. ^{2 [ cita requerida ]}

Si procesos como la sedimentación o la subducción transportan hidratos por debajo del límite inferior de la HSZ, el hidrato se vuelve inestable y se disocia, liberando gas. Este gas libre puede quedar atrapado debajo de la capa de hidrato suprayacente, formando bolsas de gas o reservorios. La presión de la presencia de reservorios de gas afecta la estabilidad de la capa de hidrato. Si esta presión cambia sustancialmente, la estabilidad de la capa de metano que se encuentra por encima se verá alterada y puede resultar en una desestabilización y disociación significativa del depósito de hidrato. ^[4] Los deslizamientos de roca o sedimento por encima de la zona de estabilidad de hidratos también pueden afectar la estabilidad de los hidratos. Una disminución repentina de la presión puede liberar gases o desestabilizar partes del depósito de hidratos. ^[5] Los cambios de temperatura atmosférica y oceánica pueden afectar la presencia y profundidad de la zona de estabilidad de hidratos, sin embargo, aún no se sabe con certeza en qué medida. En los sedimentos oceánicos, el aumento de la presión debido a un aumento del nivel del mar puede compensar parte del impacto del aumento de la temperatura sobre el equilibrio de estabilidad de hidratos. ^{1 [ cita requerida ]}