تشير الدراسات التي أجراها الباحثون في جامعة نبراسكا-لينكولن إلى أن صدع "ميدكونتيننت" قد يكون مصدراً مهماً للهيدروجين الطبيعي المتجدد ، الذي يُعتبر مصدراً نظيفاً للطاقة ويُنتج انبعاثات منخفضة، هذا الاكتشاف قد يعزز الاقتصاد الهيدروجيني كبديل محتمل للوقود الأحفوري.

صدع ميدكونتيننت: مصدر للهيدروجين الطبيعي

منذ حوالي 1.1 مليار عام، كان القارة الأمريكية الشمالية على وشك الانقسام إلى جزئين، تاركة وراءها صدعاً طويلاً من الصخور البركانية بطول 1200 ميل يُسمى "صدع ميدكونتيننت"، هذا المعلم الجيولوجي يحمل إمكانات كبيرة لإنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين الطبيعي، وهو ما قد يوفر مصدر طاقة نظيف على المدى الطويل.

يستعرض الباحثون في جامعة نبراسكا-لينكولن هذا الصدع الذي يمتد تحت بحيرة سوبيريور عبر ولايات مينيسوتا وميشيغان وويسكونسن وآيوا ونبراسكا وكانساس، لدراسة كيفية الاستفادة المثلى من هذا الهيدروجين.

الهيدروجين كحل للطاقة المتجددة

يُعتبر الهيدروجين أحد الحلول الرئيسية لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. فهو لا يُنتج انبعاثات كربونية، وعلى عكس النفط والغاز الطبيعي اللذين يستغرقان ملايين السنين لتشكلهما من الرواسب العضوية، فإن الهيدروجين يتجدد باستمرار تحت الأرض عندما يتفاعل الماء مع الصخور البركانية.ز

دراسة قابلية إنتاج الهيدروجين في الصدع

لتقييم إمكانية إنتاج الهيدروجين من هذا الصدع، تم حفر بئر اختبار في نبراسكا قبل خمس سنوات. حتى الآن، تشير البيانات إلى أن الظروف الجيوميكانيكية والبيوجيوكيميائية في الصدع قد تساهم في الحد من فقدان الهيدروجين المستخرج واستهلاكه، مما قد يسمح بتراكم كميات كبيرة من الهيدروجين الطبيعي على نطاق اقتصادي في الطبقات الأرضية لميدكونتيننت.

يقدر الباحثون أن الصدع يقع على عمق يتراوح بين 3000 إلى 5000 قدم تحت سطح الأرض.

التحديات والفرص الجيولوجية

وتوضح كاري ويبر، أستاذة علوم الأرض والعلوم البيئية في المشروع، أن عمق الصدع قد يكون مناسباً لتخزين الهيدروجين، ولكنه أيضاً ليس عميقاً جداً بحيث يصعب الوصول إليه. كما أن الجيولوجيا في المنطقة قد تكون مواتية لهذه العملية.

الآفاق العالمية للطاقة الهيدروجينية

تُقدّر هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية أن هناك ما يكفي من الهيدروجين الطبيعي تحت سطح الأرض لتلبية احتياجات الطاقة العالمية لآلاف السنين. ويعتزم فريق جامعة نبراسكا استكشاف العديد من الأسئلة المتعلقة بتدفق الهيدروجين وتسربه من الطبقات الأرضية إلى السطح، ومدى قابلية تخزينه بشكل طبيعي أو في أنظمة تخزين هندسية، بالإضافة إلى كيفية تفاعل الهيدروجين مع السوائل والمعادن في باطن الأرض.

يتعامل الفريق البحثي مع الأسئلة من منظور هندسي مدني، بينما تركز كاري ويبر وزميلها هيون-سيوب سونغ على التأثيرات البيوجيوكيميائية والميكروبيولوجية للهيدروجين في هذا السياق. ويهدف سونغ إلى تطوير أدوات نمذجة حسابية لتكامل وتحليل البيانات التي تقدمها ويبر.

تمويل البحث ومستقبل الهيدروجين

يتم تمويل المشروع من خلال منحة قدرها مليون دولار من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية (NSF)، وهو أحد 19 مشروعًا تم تمويلها هذا العام. يعزز هذا البحث الجهود السابقة التي قامت بها مركز نبراسكا لبحوث علوم الطاقة.

أوضحت ويبر أن دور الجامعة في هذا البحث يُعد مثالاً آخر على قدرة ولاية نبراسكا في أن تكون رائدة في "اقتصاد الهيدروجين"، الذي يشير إلى دور الهيدروجين في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري واستخدامه كمصدر طاقة نظيف.