Phát hiện hydro trắng dưới các dãy núi: Giải pháp tiềm năng cho cuộc khủng hoảng khí hậu

Một nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra rằng một lượng lớn hydro trắng có thể tồn tại trong các dãy núi, mở ra hy vọng việc khai thác nguồn năng lượng này giúp giải quyết cuộc khủng hoảng khí hậu.

Trong thời gian gần đây, hydro trắng, một loại khí đốt sạch, đã nhận được sự chú ý đáng kể nhờ tiềm năng thay thế nhiên liệu hóa thạch - vốn là tác nhân chính gây ra tình trạng nóng lên toàn cầu. Chỉ vài thập kỷ qua, một số nhà khoa học đã chỉ ra rằng loại nhiên liệu mạnh mẽ này – hay còn gọi là hydro tự nhiên hay hydro địa chất – có thể tồn tại với số lượng lớn trong lớp vỏ Trái Đất.

Từ đó, các nhà địa chất đã bắt tay vào nghiên cứu về cách thức hình thành và vị trí của hydro trắng. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất là làm sao tìm ra khu vực có đủ lượng hydro để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của con người.

Để giải đáp câu hỏi này, một nhóm các nhà khoa học đã sử dụng các mô hình máy tính để mô phỏng sự di chuyển của các mảng kiến tạo trên Trái Đất, giúp xác định chính xác các khu vực có điều kiện thuận lợi sản sinh hydro trắng. Kết quả nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Science Advances, cho thấy các dãy núi như Pyrenees và dãy Alps của châu Âu là những khu vực tiềm năng.

Hydro, vốn chỉ tạo ra nước khi được đốt cháy, từ lâu đã được xem là một nguồn năng lượng sạch, đặc biệt phù hợp cho các ngành công nghiệp tiêu thụ năng lượng lớn như hàng không và sản xuất thép. Tuy nhiên, phần lớn hydro hiện nay lại được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch, làm mất đi lợi ích bảo vệ khí hậu. Điều này khiến hydro trắng trở thành một lựa chọn đầy hứa hẹn.

Sự quan tâm đối với hydro trắng bắt nguồn một phần từ một phát hiện tình cờ ở Mali vào năm 1987, khi một giếng nước phát nổ do một công nhân bất cẩn hút thuốc. Giếng nước được đậy lại ngay lập tức, nhưng vào năm 2011, nắp giếng được mở lại và kể từ đó, hydro từ giếng này đã được sử dụng để cung cấp điện cho một ngôi làng.

Hydro trắng cũng được tìm thấy ở nhiều nơi trên thế giới như Mỹ, Australia, Pháp và nhiều quốc gia khác. Tuy nhiên, thách thức lớn là làm sao tìm ra một lượng đủ lớn để khai thác.

Ông Frank Zwaan, nhà địa chất tại Trung tâm Khoa học Trái Đất Helmholtz ở Đức, cho biết: “Chúng ta đã biết rằng thiên nhiên tạo ra hydro, nhưng nó chưa bao giờ được nghiên cứu như một nguồn năng lượng tiềm năng”.

Ông cũng nhận định rằng các nguồn năng lượng thay thế khác đã dễ tiếp cận hơn, nhưng cuộc khủng hoảng khí hậu đang thúc đẩy việc tìm kiếm các giải pháp bền vững.

Hydro trắng hình thành tự nhiên thông qua nhiều quá trình, bao gồm cả phân rã phóng xạ trong lớp vỏ Trái Đất. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của ông Zwaan tập trung vào “quá trình rắn hóa”, trong đó nước tương tác với các loại đá giàu sắt từ lớp phủ Trái Đất để tạo ra hydro.

Những tảng đá này thường nằm sâu trong lòng đất, nơi không có nhiều nước. Tuy nhiên, các quá trình địa chất trong hàng triệu năm có thể đẩy chúng lên gần bề mặt. Điều này xảy ra dưới đáy đại dương khi các lục địa tách ra, hoặc khi các lục địa va chạm, làm ngừng các lưu vực đại dương và đẩy đá manti lên trên.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình mảng kiến tạo để xác định chính xác các khu vực, thời điểm và khối lượng đá manti có thể được khai thác. Họ phát hiện rằng một số dãy núi, bao gồm Pyrenees, Alps và một số vùng của Himalaya, có điều kiện lý tưởng để tạo ra hydro trắng nhờ khối lượng lớn đá manti, nhiệt độ thích hợp và các đứt gãy sâu cho phép nước lưu thông.

Ông Zwaan cho rằng riêng khối lượng đá manti trong các dãy núi này có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi trong việc sản xuất hydro trắng.

Ông Geoffrey Ellis, một nhà địa hóa học tại Cục Khảo sát Địa chất Mỹ, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: “Các quá trình đưa đá manti lên gần bề mặt đã được nghiên cứu nhiều, nhưng điều mới mẻ ở nghiên cứu này là nó cung cấp một phương pháp định lượng để đánh giá tiềm năng hydro trắng ở các khu vực khác nhau”.

Tuy nhiên, câu hỏi lớn hiện nay là làm thế nào để tìm được các khu vực có thể chứa đủ hydro trắng trong các bể chứa có thể khoan được. Ông Zwaan cho rằng có thể sẽ cần phải kích thích quá trình serpentine hóa nhân tạo, bằng cách khoan vào các khu vực có đá manti gần bề mặt và bơm nước vào.

Các hoạt động thăm dò ban đầu đã được thực hiện ở các khu vực như Pháp, Balkan và Mỹ.

Nghiên cứu này sẽ giúp hướng dẫn các nhà địa chất tìm ra những khu vực có tiềm năng lớn nhất để khai thác hydro trắng quy mô lớn và sẽ có tác động trực tiếp đến công tác thăm dò hydro địa chất, ông Ellis nhận định.

Tuy nhiên, để xây dựng một ngành công nghiệp hydro trắng khả thi, sẽ cần phát triển các phương pháp khai thác và cơ sở hạ tầng lưu trữ, vận chuyển hydro một cách hiệu quả. Ông Zwaan cho biết quá trình này có thể mất nhiều thập kỷ.

“Chúng ta không thể mong đợi hydro trắng sẽ trở thành giải pháp tức thời”, ông chia sẻ. Dù vậy, ông vẫn lạc quan. “Dầu mỏ cũng đã từng là điều kỳ lạ trước khi công nghệ khai thác được phát triển. Hydro trắng có thể sẽ phát triển theo một con đường tương tự”, ông nói.