يستخلص الغاز الطبيعي من الوقود المستحاثي. لذلك، وكغيره من مشتقات الوقود المستحاثي ، كالفحم و النفط وغاز الميثان ، فإنه ينشأ من بقايا الحيوانات والنباتات والكائنات الصغيرة التي عاشت قبل ملايين السنين. هناك العديد من النظريات التي تفسر تشكل الغاز الطبيعي. وأكثرها شيوعًا النظرية الآتية: عندما تموت الكائنات الحية؛ تخضع جثثها لعوامل التحلل المختلفة، وتنطمر عميقًا تحت الأرض. ومع الزمن، تزداد سماكة الطبقة المغطية لها، بمختلف محتوياتها من تربة وصخور وبقايا مختلفة، ما يزيد الضغط والحرارة المطبقة عليها.
يصبح الضغط والحرارة مع ملايين السنين -ومع زيادة العمق التي وصلت إليه بقايا النباتات والحيوانات- كافيين لتحطيم الروابط بين ذرات الكربون في المادة الحية، وإنتاج الميثان المولد للحرارة (أي الغاز الطبيعي). يتألف الميثان -الذي يعد أكثر العناصر العضوية وفرةً على الأرض- من أربع ذرات كربون. يترافق غالبًا الغاز الطبيعي عند وجوده في عينة وقود أحفورية مع النفط.
تعتمد الكمية النسبية لكل منهما على عمق العينة وما تعرضت له من ضغط وحرارة، إذ تحوي العينات القريبة من السطح النفط، أكثر من احتوائها الغاز الطبيعي. وكلما ازداد العمق؛ زادت نسبة الغاز. يمكننا العثور في الأعماق الكبيرة على بقع من الوقود الأحفوري والتي تحوي الغاز النقي وحده.
لا يصطنع الغاز الطبيعي عميقًا في الأرض فقط، بل يمكن اصطناعه أيضًا بوساطة أحياء دقيقة تسمى (الجراثيم المولدة للميثان – Methanogenic bacteria)، توجد هذه الجراثيم في أمعاء الكائنات الحية (وأمعاء الإنسان أيضًا)، وتوجد في الطبقات السطحية من التربة. مثلًا، تمتلئ مكبات النفايات بهذه الجراثيم التي تحول المركبات العضوية المختلفة إلى غاز الميثان (الغاز الطبيعي). وتسمى هذه العملية بـِ(اصطناع الميثان – Methanogenesis).
ورغم تسرب معظم الميثان المصطنع بهذه الطريقة إلى الغلاف الجوي، توجد العديد من الطرق الحديثة التي تستهدف تجميع هذا الغاز وتخزينه للاستفادة منه. يدعى الميثان المتواجد داخل الوقود الأحفوري بـِ(الميثان المولد للحرارة -Thermogenic methane). ويستطيع هذا الميثان -كسابقه- أن يصعد إلى الهواء ويتبدد في الغلاف الجوي، بعد أن يعبر الصخور المسامية والمواد النفوذة المختلفة الموجودة في طبقات الأرض.
ولكن غالبًا ما يواجه الميثان المولد للحرارة مواد غير نفوذة في طريقه نحو الغلاف الجوي قبل استخدامه. يمكن أن يحتوي الغاز الطبيعي عند استخراجه خليطًا من العناصر المختلفة غير الميثان. من هذه العناصر نذكر: الماء، وبخار الماء، وسلفيد الهيدروجين، وثنائي أوكسيد الكربون، والإيثان، والبوتان، والبنتان، وأحيانًا الهيلوم والنيتروجين.
لا بد من حصولنا على الميثان وحده لنتمكن من استخدامه بالتطبيقات المختلفة؛ فالغاز المنزلي يتكون من الميثان بشكله النقي. يُحرَق الغاز -كغيره من مشتقات الوقود الأحفوري- بهدف تحرير الطاقة منه. ولا بد أن نعرف أنه أقل مشتقات الوقود الأحفوري تلويثًا للبيئة، إذ يحرر كميات قليلةً جدًا من المنتجات الثانوية الضارة.
الفحم والنفط مثلًا، يمتلكان تركيبًا معقدًا جدًا، لذلك يُنتِج احتراقهما خليطًا من الغازات الملوثة للهواء، مثل أكاسيد النيتروجين والكبريت، وغيرها من الجزئيات التي تنطلق إلى الغلاف الجوي وتساهم في التلوث الهوائي. وعلى خلاف ذلك، يعطي الميثان -ذو التركيب البسيط المؤلف من أربع ذرات كربون- عند احتراقه الماء، وغاز 2CO؛ وهما المركبان اللذان يستنشقهما الإنسان عند تنفسه.
بخار الماء وغاز ثنائي أكسيد الكربون من غازات البيت البلاستيكي. تسبب زيادة نسبة هذه الغازات في الهواء الاحتباس الحراري، الذي قد يمتلك تأثيرات بيئية مدمرة.
السلامة:
مثل جميع عمليات الاستخراج، يمكن حصول بعض المضاعفات الخطيرة أثناء التنقيب عن الغاز الطبيعي. إذا واجهت الحفارة جيبًا عالي الضغط من الغاز الطبيعي، فإن التسرب سيكون كبيرًا جدًا. وبما أن الغاز الطبيعي سيتسرب إلى الغلاف الجوي، يندر حصول حريق أو انفجاري ناري.
وفي حال استخدمت الحفارات الهيدروليكية، يمكنها أن تحرر بعض المواد المسممة للمياه الجوفيه بشدة، يشمل موادًا مشعةً. وعندما يتسرب الميثان بكميات كبيرة؛ سيجبر الناس على إخلاء المكان مؤقتًا ريثما تتبدد الرائحة. يمكن أن يحصل التسرب ببطء أيضًا.
صُنعَت أنابيب الغاز حتى عام 1950 من الحديد الصب، وتبين أن الغاز الطبيعي يتسرب قليلًا عبره. نتج 30% من انبعاثات الميثان في الولايات المتحدة عن التسرب عبر الأنابيب. حاليًا تصنع الأنابيب من خليط مواد مختلفة، تضم المعادن والبلاستيك، والتي تتصف بكونها قليلة النفوذية للغاز الطبيعي المنقول عبرها.
اقرأ أيضًا:
- هل سأموت إذا كان هناك تسرب غازٍ في منزلي؟
- غازُ الأعصاب، الشيء الأكثر خطورةً الذي صنعه الإنسان على الإطلاق
- هل وصلنا إلى الحدِّ من انبعاثات الغازات؟ تعرّف على مُنشأةِ التقاط الهواء
ترجمة: عيسى ضومط.
تدقيق: أحلام مرشد.
