Yeryüzünün derinliklerinde bulunan metan stoklarının veya deniz diplerinde oluşan tortular ile beslenen bakterilerin çıkardıkları metanın deniz veya okyanus diplerinde uygun ısı ve basınçta su ile donmasıyla oluşan gaz hidratlar geleceğin yakıtları arasında sayılmaktadır.
İnsanoğlu yer altı enerji kaynaklarını tüketmeye devam ediyor. Nüfus artışı ve beraberinde getirdiği artan ihtiyaçlar nedeniyle dünyanın yer altı kaynakları çok yakın bir gelecekte tükenecek. Dünya nüfusunun hızla artması ve enerji kaynaklarının çok yakın bir gelecekte artan ihtiyaca cevap veremeyeceği uyarısı; alternatif enerji kaynakları arayışı ve kullanılması konusunda tüm dünya ülkelerini harekete geçirdi. Bu yüzden büyümeler ve gelişmeler enerji gereksimini hızla artırarak,alışılmış enerji kaynaklarının yerine alternatifler aranmaya başlandı. Sadece 1 m³’ünde standart basınç ve sıcaklık koşullarında (1 atm basınç, 0 ºC, sıcaklık) yaklaşık olarak 0.8 m³ su ve 164 m³ gibi yüksek bir oranda doğal gaz içeren gaz hidratlar geleceğin yeni bir enerji kaynağı olarak tüm bakışları okyanuslara çekti. Uygun koşullarda çıkartıldığında donuk gaz hidrat 164 kat genişleyerek gaz ve LPG’ye dönüşebilir.
Tüm bu nedenlerden dolayı çok daha temiz ve güçlü bir yakıt olan gaz hidrat önemi önümüzdeki yıllarda daha da artacak gözüküyor. Kuvvetle muhtemeldir ki ,bu oluşumlar gelecekteki enerji ihtiyacının karşılanmasına yönelik potansiyel kaynaklar olacaktır. Özellikle enerji dar boğazı içerisine giren dünya için bolca bulunan gaz hidrat kaynağı kurtarıcı olabilir. Ancak, günümüzde metan hidratların uygun maliyetle ve çevre yönünden güvenli bir enerji kaynağı olarak kullanılabilmesi yönünde pek az ilerleme kaydedilmiştir.
Gaz hidrat olarak kaynaklar, aslında bildiğimiz doğal gazların donmuş halleri dışında başka bir şey değildir. Daha çok Okyanus dibinden elde edilen bu buzlar , ısıyla temas ettiği anda alev almakta ve ortaya önemli miktarda enerji çıkmaktadır. Var olan geleneksel enerji kaynakları ile geleceğin temiz enerji kaynakları arasında geçiş sürecinin en önemli parçalarından biri durumunda bulunan gaz hidrat yataklarının , bilinen tüm kömür, petrol ve doğal gaz rezervlerinden en az iki misli karbon (metanformunda) ihtiva ettiğini tahmin edilmektedir.
Sığ gaz birikintilerinin de var olduğu deniz sedimanlarının, dünya petrolünün yaklaşık %95 kadar kısmını bünyesinde bulundurduğu bilinmektedir . Denizel tortulardaki sığ gaz birikimleri petrol endüstrisinin önemli konuları arasında yer alır. Bu birikimler havzalardaki derin ve geniş hidrokarbon alanlarının varlığını işaret eder. Bunun yanı sıra sığ gaz birikimleri kıyı ötesi inşaatlarda ve Sondaj araştırmalarında tehlikeli bir risk oluştururlar.Bu yüzden söz konusu gaz birikimlerinin tespiti için yapılan çalışmalar önem arz eder. Stratejik ve ekonomik perspektiften bakıldığında metan hidratların pek çok ülkeyi ithal enerji bağımlılığından kurtarabilecek potansiyeli olduğu değerlendirmeleri yapılmaktadır. Denizlerde olası sığ gaz ve gaz hidrat oluşumlarının araştırılması ve rezervlerin belirlenmesi hem ekonomik hem de stratejik öneme sahiptir.
GAZ HİDRAT OLUŞUMU
Gaz hidratlar, çoğunlukla beyaz renkli su ve gaz moleküllerinin (genellikle metan) uygun ısı ve basınç koşullarında donmasıyla (tıpkı buz gibi) oluşur. Yüksek basınç ve düşük sıcaklık koşulları altında su molekülleri kafese benzer bir şekilde gaz moleküllerini, genellikle metan kuşatarak gaz hidratları meydana getirirler. Metan molekülünün etrafını sararak donan su molekülleri metan molekülleri üzerinde önemli bir basınç oluşturur. Yapının erimesi ile birlikte bu basınç kalkar ve metan molekülleri genleşerek serbest hale geçer. Su molekülleri (H2O) tarafından hapsolan gaz %99 oranla metan gazı (CH4) olduğunda gaz hidratlar,metan hidratlar ya da kafes yapılarından dolayı klatratlar olarak da isimlendirilir.
Ortamdaki kumlu, killi, siltli birimlerden oluşan sedimanların taneler arası boşluklarına hapsolarak yumru, şerit, tabakalı ve masif halde 5-10 cm den birkaç metreye ulaşan kalınlıkta hidrat yapıları oluştururlar. Oluşum koşullarına göre gaz hidratları biyojenik (bakteriyel) ve termojenik (ısısal) olmak üzere iki grupta toplanırlar. Her iki durumda gaz organik materyalden ortaya çıkmakta, biyojenik süreçte bakteri aktiviteleri, termojenik süreçte ise çoğunlukla basınç ve sıcaklık koşulları etkin olmaktadır.
Yeryüzünde mevcut gaz hidratları %99’u genellikle biyojeniktir. Okyanus akıntılarının kuzey – güney yönlü olanları, yüzyıllar boyu birbirine yaklaşmışlar, yavaşlamışlar ve tortu depolamışlardır. Organik madde açısından zengin olan bu tortular, oksijensiz ortamda bakteriler için mükemmel bir içeriğe sahiptir. Biyojenik kökenli metan gazı sığ denizel ortamlarda organik birikintilerin; yeni çökelen maddeler ile örtülmesi ve ortamın hava ile temasının kesilmesi sonucu, oksijensiz kalan bu ortamda yaşayabilen bakteriler ve diğer canlı organizmalar tarafından biyolojik alterasyona uğraması ile oluşmuşlardır.
Bakteriler önce metan gazı açığa çıkarmışlar ve zamanla tortular deniz tabanından aşağıya, daha derinlerde sürüklenmeye devam etmiş, böylece metan gazı derinlerde gömülü hale gelmiştir. Daha sonra da bu soğuk ve basınçlı ortamda su molekülleri,içlerinde metan moleküllerini tutarak, hidrat halinde kristalize olmuşlardır. Bu tip hidratlar organik madde ve çökeltilerin çok hızlı biriktiği bölgelerde görülür. Organik prosesler sonucunda oluşan gaz hidratlar genellikle çok saf olup, sadece metan ve su molekülleri içerirler. Denizlerde biyojenik kökenli metan gazının oluşabilmesi için yüksek bir sedimantasyon hızına (30 m/yıl) ve en az %0,5 toplam organik karbon (TOC) değerine ihtiyaç vardır.