Các nhà khoa học tin rằng một nguồn năng lượng sạch ẩn dưới lòng đất có thể cung cấp điện cho Trái Đất trong 170.000 năm và họ đã tìm ra cách để phát hiện ra nó.
Một bước tiến mới trong ngành địa chất đang mở ra hy vọng lớn cho cuộc cách mạng năng lượng toàn cầu: Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp danh sách “các thành phần” địa chất cần thiết để giúp các công ty khai thác tài nguyên xác định được các mỏ hydro tự nhiên quy mô lớn – một nguồn năng lượng sạch đầy tiềm năng trong tương lai hậu nhiên liệu hóa thạch.
Các phát hiện gần đây chỉ ra rằng những kho hydro tự nhiên có thể tồn tại ở hàng loạt khu vực trên khắp thế giới, bao gồm ít nhất 30 bang của Mỹ. Tuy nhiên, cho đến nay, hiểu biết của các nhà địa chất về cách hình thành và vị trí của các mỏ hydro lớn vẫn còn rời rạc.
“Cuộc chơi hiện nay là tìm ra nơi hydro được giải phóng, tích tụ và bảo quản”, Giáo sư Chris Ballentine – Chủ nhiệm Khoa Địa hóa tại Đại học Oxford chia sẻ qua email với Live Science.
Trữ lượng khổng lồ – nhưng có thể khai thác được bao nhiêu?
Theo bài báo, vỏ Trái Đất đã sản sinh đủ lượng hydro trong vòng 1 tỷ năm qua để đáp ứng nhu cầu năng lượng hiện tại của nhân loại trong suốt…170.000 năm. Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ: Bao nhiêu trong số đó thực sự có thể tiếp cận và khai thác một cách hiệu quả, kinh tế?
Bài viết đưa ra một “bản đồ” – danh sách thành phần gồm các điều kiện địa chất giúp kích thích sự hình thành và tích tụ khí hydro dưới lòng đất. Danh sách này sẽ là kim chỉ nam cho các công ty khai thác đang chạy đua tìm kiếm nguồn năng lượng sạch đầy hứa hẹn này.
Giáo sư Ballentine cho biết, các điều kiện địa chất cụ thể cho việc tạo và tích tụ hydro đang được nhiều công ty nghiên cứu sát sao.
Những tên tuổi lớn như Koloma (do quỹ Breakthrough Energy của Bill Gates dẫn đầu), Hy-Terra (được hậu thuẫn bởi Fortescue) và Snowfox (được đầu tư bởi BP và Rio Tinto) đều đã bắt đầu những chiến dịch khai phá tiềm năng hydro tự nhiên.
Theo nghiên cứu, để hình thành các mỏ hydro tự nhiên, cần có ba yếu tố chính: Nguồn hydro, đá chứa và lớp chắn tự nhiên để giữ khí không thoát ra ngoài.
Có khoảng một tá quá trình tự nhiên có thể sinh ra hydro – đơn giản nhất là phản ứng phân tách nước thành hydro và oxy. Bất kỳ loại đá nào có thể hỗ trợ một trong những quá trình đó đều có thể là “nguồn” hydro.
Những “kho báu” tiềm năng trong lòng đất
Một trong những khu vực đang thu hút sự quan tâm là Kansas, nơi tồn tại “đứt gãy giữa lục địa” được hình thành cách đây khoảng 1 tỷ năm. Tại đây, một khối lượng lớn đá bazan – loại đá có thể phản ứng với nước để tạo hydro – được cho là có khả năng tích trữ nguồn khí quý giá này.
Ngoài ra, áp lực kiến tạo và dòng nhiệt cao dưới lòng đất cũng có thể là yếu tố thúc đẩy hydro thoát ra từ lớp đá sâu, theo bài viết. Điều này làm tăng khả năng khí sẽ tích tụ gần bề mặt và trở thành nguồn tài nguyên thương mại.
Nghiên cứu cũng chỉ ra nhiều môi trường địa chất khác nhau có thể chứa hydro, từ các cấu trúc ophiolite (lớp vỏ đại dương cổ bị đẩy lên đất liền), các tỉnh đá magma lớn, cho đến vành đai greenstone Archaean – một trong những cấu trúc cổ xưa nhất hành tinh, có tuổi đời lên tới 4 tỷ năm.
Năm 2024, các nhà nghiên cứu đã phát hiện một mỏ hydro quy mô lớn bên trong một cấu trúc ophiolite ở Albania – một minh chứng rõ ràng cho tiềm năng thực tế của nguồn tài nguyên này.
Tuy nhiên, không phải môi trường nào cũng thích hợp. Giáo sư Barbara Sherwood Lollar (Đại học Toronto) cảnh báo rằng các vi sinh vật dưới lòng đất có thể “ăn” hydro. Những khu vực nơi vi khuẩn có thể tiếp xúc với đá sinh hydro có thể không phải là ứng viên lý tưởng để tìm mỏ khí.
Hydro được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp – từ sản xuất methanol đến phân bón ammonia. Quan trọng hơn, hydro còn là ứng viên sáng giá trong quá trình chuyển đổi năng lượng: Nó có thể cung cấp năng lượng cho xe hơi và nhà máy điện mà không tạo ra khí thải carbon.
Tuy nhiên, hiện nay phần lớn hydro được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch – đồng nghĩa với phát thải CO2 rất lớn. Ngược lại, hydro tự nhiên từ lòng đất là nguồn “sạch” hơn rất nhiều.
“Vỏ Trái Đất tạo ra một lượng hydro khổng lồ. Vấn đề giờ đây là làm theo đúng danh sách thành phần và tìm ra nơi nó đang ẩn mình”, Ballentine khẳng định.