السعي لكشف أسرار هيدروجين الذهب

هذه القصة أصلا ظهر على وايرد إيطاليا وتمت ترجمته من الإيطالية.

في إطار السعي لإزالة الكربون من العالم، يحظى عنصر واحد بالكثير من الضجيج: الهيدروجين. يوضح ألبرتو فيتالي بروفاروني، الأستاذ في قسم العلوم البيولوجية والجيولوجية والبيئية بجامعة بولونيا في إيطاليا: “إذا قمت بحرقها، فإنها تنتج الماء فقط، دون أي تأثير على البيئة”. ويعتقد أنصار الهيدروجين أنه يمكن أن يكون حلا لتنظيف كل شيء من النقل إلى الزراعة إلى الصناعة الثقيلة.

لكن أوراق اعتمادها الخضراء لا تتراكم إلا إذا كان بإمكانك إنتاجها دون انبعاث الكربون. ولهذا السبب أصبح البعض متحمسًا جدًا للهيدروجين الجيولوجي أو “الذهبي”، وهو الاسم الذي يطلق على العنصر عندما يتشكل بشكل طبيعي تحت الأرض. يمكن أن يحدث هذا نتيجة للتفاعل الكيميائي بين الماء والصخور الغنية بالحديد، أو عن طريق التحليل الإشعاعي، وهو تقسيم جزيئات الماء عن طريق الإشعاع إلى الهيدروجين والأكسجين.

يقول فيتالي بروفارون: “بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من الهيدروجين، لا يتطلب إنتاجه طاقة”. ولذلك فهو يتوقع أن يكون اندفاع الهيدروجين الذهبي في الأفق. المشكلة هي أننا لا نعرف سوى القليل جدًا عن العنصر عندما يتشكل بشكل طبيعي تحت الأرض، وبالتالي فإن عالم الأبحاث في سباق مع الزمن لمعرفة المزيد قبل أن يبدأ التعدين الجماعي المتسرع والأعمى. يقول فيتالي بروفارون: “من وجهة نظر الصناعة، يجب ببساطة استخراجها”. “بدلاً من ذلك، يجب أولاً أن نفهم مدى بساطة القيام بذلك وما هي العواقب”.

اعتقد فيتالي بروفارون وزملاؤه أن جرينلاند يمكن أن تساعد في الإجابة على هذه الأسئلة، ولذلك قاموا بتنظيم مهمة خاصة إلى منطقة القطب الشمالي للبحث عن مزيد من المعلومات، كجزء من برنامج مدته خمس سنوات. ERC CoG DeepSeep البرنامج الممول من الاتحاد الأوروبي.

وإلى جانب فيتالي بروفاروني كان هناك أربعة علماء من جامعة بولونيا، وواحد من معهد علوم الأرض والموارد الجيولوجية في مركز البحوث الوطني الإيطالي، وواحد من جامعة كوبنهاغن. لقد أمضوا 10 أيام في هذه الأرض التي تحتوي على صخور يبلغ عمرها ما يقرب من ملياري عام، بعد أن أمضوا ستة أشهر في التحضير لمهمتهم باستخدام الخرائط وبيانات الأقمار الصناعية. وعلى الرغم من تخطيطهم الدقيق، كان عليهم أن يكونوا قادرين على التكيف. بسبب “الجبال الجليدية غير المتوقعة” اضطر الباحثون إلى تغيير مناطقهم، بينما في وقت ما أجبرهم دب شوهد في المنطقة المجاورة لهم على البحث عن مأوى في إحدى المدارس. لكن في النهاية، كانت الرحلة جديرة بالاهتمام: فقد أعطتهم عينات غنية ببكتيريا H₂ للدراسة.

في جميع أنحاء العالم، يظهر الهيدروجين الذهبي حيث لا نتوقعه، مما يخلق تساؤلات حول الديناميكيات التي يتراكم بها العنصر في الخزانات والدور الذي يلعبه في النظم البيئية تحت السطح. هناك بالفعل بعض المخاوف: إذا تفاعل الهيدروجين مع ركائز جيولوجية أو تمت معالجته بواسطة بعض الكائنات الحية الدقيقة، فيمكن للهيدروجين الجيولوجي أن ينتج الميثان أو كبريتيد الهيدروجين. يستخدم فيتالي بروفارون هذين المثالين ليشرح لماذا يؤدي الغوص في استخراج هيدروجين الذهب إلى مخاطر خلق مشاكل جديدة بدلاً من حل المشاكل القائمة، ولماذا هناك حاجة إلى مزيد من المعلومات.

نظرًا لأننا لا نعرف تمامًا ما الذي ينظم وجود H₂ الصخور لملايين أو مليارات السنين، فمن الأفضل الانتظار قبل تكسيرها عن طريق استخراج العنصر، كما يقول فيتالي بروفارون. ويقول إن الشيء نفسه ينطبق على تخزين الهيدروجين المنتج صناعيًا في احتياطيات تحت الأرض. لقد أثارت فكرة القدرة على القيام بذلك حماسة الصناعة بالفعل، ودفعتها إلى التحرك في إطار زمني لا يتوافق مع ما يحتاج إليه عالم الأبحاث لفهم كيفية تصرف الغاز.

ويقول: “إننا نسافر على خطوط مختلفة وبوتيرة مختلفة”. “نحن بحاجة إلى أن نفهم كيف يتصرف الهيدروجين في الطبيعة، لأن العديد من الديناميكيات لا تظهر إلا بعد سنوات. ترغب الصناعة في الحصول على إجابات سريعة وحاسمة؛ فالعلم يحتاج إلى الوقت، وكذلك الأموال، التي لا تزال نادرة بالنسبة للهيدروجين. وعلى عكس فرنسا وأستراليا والولايات المتحدة، التي تضع نصب أعينها حصاد الهيدروجين الذهبي، فإن إيطاليا لم تستثمر بعد في جمعه، مفضلة الرهان على إنتاج الهيدروجين بدلاً من ذلك. ومع ذلك، وبفضل بعثة جامعة بولونيا جزئيًا، أصبحت إيطاليا واحدة من الدول القليلة في العالم التي تتطلع إلى فهم المزيد عنها.