Зона стабильности газового гидрата , сокращенно GHSZ , также называемая зоной стабильности гидрата метана ( MHSZ ) или зоной стабильности гидрата ( HSZ ), относится к зоне и глубине морской среды , на которой клатраты метана естественным образом существуют в земной коре .
Устойчивость газового гидрата в первую очередь зависит от температуры и давления , однако другие переменные, такие как состав газа и ионные примеси в воде, влияют на границы устойчивости. [1] Наличие и глубина залежи гидрата часто указывается наличием отражателя, имитирующего дно (BSR). BSR — это сейсмическое отражение, указывающее на нижний предел устойчивости гидрата в осадках из-за разной плотности гидратонасыщенных осадков, обычных осадков и осадков, содержащих свободный газ. [2]
Верхний и нижний пределы HSZ, а также ее толщина зависят от местных условий , в которых возникает гидрат. Условия стабильности гидратов обычно ограничивают естественные отложения полярными регионами и глубоководными океаническими регионами. В полярных регионах из-за низких температур верхний предел зоны стабильности гидратов находится на глубине приблизительно 150 метров . 1 [ требуется ссылка ] Максимальная глубина зоны стабильности гидратов ограничена геотермическим градиентом . Вдоль континентальных окраин средняя толщина HSZ составляет около 500 м. [3] Верхний предел в океанических отложениях наступает, когда температура придонной воды равна или близка к 0 °C , и на глубине воды приблизительно 300 метров. 1 [ требуется ссылка ] Нижний предел HSZ ограничен геотермическим градиентом. По мере увеличения глубины под морским дном температура в конечном итоге становится слишком высокой для существования гидратов. В областях с высоким геотермальным тепловым потоком нижняя граница HSZ может стать мельче, тем самым уменьшая толщину HSZ. И наоборот, самые толстые слои гидратов и самая широкая HSZ наблюдаются в областях с низким геотермальным тепловым потоком. Как правило, максимальная глубина расширения HSZ составляет 2000 метров ниже поверхности Земли. 1,3 [ необходима цитата ] Используя местоположение BSR, а также режим давления и температуры, необходимый для стабильности гидратов, HSZ может быть использована для определения геотермических градиентов. 2 [ необходима цитата ]
Если такие процессы, как седиментация или субдукция, транспортируют гидраты ниже нижнего предела HSZ, гидрат становится нестабильным и диссоциирует, выделяя газ. Этот свободный газ может оказаться в ловушке под вышележащим слоем гидрата, образуя газовые карманы или резервуары. Давление от наличия газовых резервуаров влияет на устойчивость слоя гидрата. Если это давление существенно изменится, устойчивость слоя метана выше будет изменена и может привести к значительной дестабилизации и диссоциации месторождения гидрата. [4] Оползни породы или осадка выше зоны стабильности гидрата также могут повлиять на устойчивость гидрата. Внезапное снижение давления может высвободить газы или дестабилизировать части месторождения гидрата. [5] Изменение атмосферных и океанических температур может повлиять на наличие и глубину зоны стабильности гидрата, однако до сих пор неясно, в какой степени. В океанических отложениях повышение давления из-за повышения уровня моря может компенсировать часть воздействия повышения температуры на равновесие стабильности гидрата. 1 [ необходима ссылка ]