دانشمندان با کمک هوش مصنوعی و تصاویر ماهواره‌ای، الگویی را برای کاوش دقیق‌تر زیرزمین به‌منظور تعیین سطح مخازن زیرسطحی هیدروژن آزاد طبیعی ایجاد کرده‌اند.
به گزارش ندای البرز به نقل از هفته‌نامه بررسی تحولات بین‌المللی انرژی و تغییر اقلیم مدیریت کل امور اوپک و روابط با مجامع انرژی، تلاش‌های کشورها برای دور شدن از سوخت‌های فسیلی در چارچوب تصمیم‌های بیست‌وهشتمین نشست تغییرات اقلیمی سازمان ملل متحد (کاپ ۲۸)، اهمیت تهیه منابع جدید انرژی کم‌کربن را بیش از گذشته تقویت کرده است.
یکی از این منابع انرژی پاک، هیدروژن طبیعی یا طلایی است که در مناطق مختلف جهان پراکنده شده است.
بررسی‌های دانشمندان نشان می‌دهد در مکان‌های شبیه فرورفتگی‌های نیم‌دایره‌ای (SCDs) در زمینه گاز هیدروژن طبیعی وجود دارد. برای نمونه خوشه‌هایی به‌اصطلاح «دایره‌های سحرآمیز» در حوزه شمالی پرث (Perth) در استرالیای غربی پیدا شده‌اند که گاز هیدروژن منتشر می‌کند.
هیدروژن می‌تواند به‌طور طبیعی در زیر سطح زمین توسط برخی از فرآیندها، از جمله واکنش‌های آب – سنگ خاص و تجزیه مولکول‌های آب ناشی از تشعشع (رادیولیز) تولید شود.
هیدروژن تجاری باید با استفاده از فرآیندهای انرژی‌بر مانند تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن با جریان برق یا جداسازی هیدروژن از مواد اولیه سوخت فسیلی تولید شود.
برخی استدلال می‌کنند که منابع طبیعی هیدروژن جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی است، با این حال هنوز مطالب زیادی در مورد چگونگی و مکان تشکیل هیدروژن طبیعی در زیر زمین و بهترین روش استخراج و ذخیره آن باید کشف و مشخص شود.
از لحاظ تاریخی، مخازن هیدروژن به‌طور معمول به‌طور تصادفی کشف شده‌اند. برای نمونه حفاران چاه در کشور مالی در اواخر دهه ۱۹۸۰ به چیزی دست یافتند که بعداً مشخص شد یک ذخیره بسیار متمرکز هیدروژن طبیعی است، اما اکنون دانشمندان با کمک هوش مصنوعی و تصاویر ماهواره‌ای مدلی را برای کاوش دقیق‌تر زیر زمین برای تعیین سطح مخازن زیرسطحی هیدروژن طبیعی ابداع کرده‌اند.
محققان از این الگوریتم برای کمک به محدود کردن محل بالقوه فرورفتگی‌های نیم‌دایره‌ای در زمین که در نزدیکی مناطق مرتبط با ذخایر طبیعی یا «هیدروژن طلایی» تشکیل می‌شوند، استفاده کردند. اگرچه این الگوهای دایره‌ای یا حلقه‌ها اغلب در مناطق کم‌ارتفاع دیده می‌شوند، اما می‌توانند توسط کشاورزی یا سایر پوشش‌های گیاهی پنهان شوند؛ اکتشاف‌های اخیر این حلقه‌ها در ایالات متحده، استرالیا، مالی، نامیبیا، برزیل، فرانسه و روسیه نشان داده تعداد آنها بیش از آن چیزی است که قبلاً تصور می‌شد.
برای کمک به کشف این فرورفتگی‌های نیم‌دایره‌ای تقریباً نامرئی، سم هرید و ساوراب کاوشیک، دو محقق فوق دوره دکترا در مرکز تحقیقات قطب و اقلیم در دانشگاه ایالتی اوهایو، مدل خود را با داده‌های تصاویر ماهواره‌ای ترکیب کردند تا فرورفتگی‌های نیم‌دایره‌ای (SCDs) را در سطح جهان شناسایی کنند.
گروه آنها فهرستی از مکان‌های فرورفتگی‌های نیم‌دایره‌ای شناسایی‌شده را برای مرحله آزمایش الگوریتم خود برای کاوش کره زمین جمع‌آوری کردند. پس از استفاده از داده‌های سنجش از دور برای تجزیه‌وتحلیل اینکه این مکان‌ها از بالا چگونه به نظر می‌رسند، از الگوهای ژئومورفیک و طیفی استفاده کردند تا مشخص کنند چه مکان‌هایی در جهان احتمالاً با فرورفتگی‌های نیم‌دایره‌ای هیدروژن زمین‌شناسی مرتبط هستند.
این پروژه از طریق مشاهدات خود نشان داد هوش مصنوعی توانایی منحصربه‌فردی را برای ترسیم سطح مخازن هیدروژنی زیرسطحی بالقوه در سراسر جهان، همچنین ایجاد خط پایه برای بررسی بیشتر سایت‌های مرتبط با هیدروژن نشان می‌دهد.
دانشمندان مدت‌هاست که از ظرفیت هیدروژن به‌عنوان یکی از پاک‌ترین و کارآمدترین منابع انرژی طبیعت آگاه بوده‌اند. یواخیم مورتگات، محقق اصلی این پروژه و دانشیار علوم زمین در ایالت اوهایو گفت: اکنون با سرمایه‌گذاری دولت‌ها در جایگزین‌های پاک‌تر، علاقه به هیدروژن طبیعی به‌سرعت در حال افزایش است.
مورتگات اظهار کرد: هیدروژن به‌طور کلی یک منبع انرژی بسیار جذاب است. اگر آن را بسوزانید، تنها محصول جانبی آن آب است و بر خلاف انرژی باد یا خورشید، هیدروژن را می‌توان ذخیره و حمل کرد.
از آنجا که هیدروژن طلایی نیز به‌طور مداوم در پوسته زمین تولید می‌شود، برخی معتقدند دسترسی به یک منبع انرژی کم‌کربن که تقریباً عاری از انتشار گازهای گلخانه‌ای است، می‌تواند چشم‌انداز انرژی جهانی را تغییر دهد. مورتگات یادآور شد با این حال محققان دریافته‌اند که مکان‌یابی هیدروژن نیازمند توسعه ابزارهای اکتشافی جدید است.
وی گفت: یکی از دلایلی که یافتن آنها را دشوار می‌کند این است که احتمالاً در انواع زمین‌شناسی و مکان‌ها نسبت به جایی که نفت یا گاز پیدا می‌کنید، رخ می‌دهند، اما با کمک ابزارهای هوش مصنوعی که توسعه می‌دهیم، همه مواردی را که به‌طور بالقوه می‌توانند یک فرورفتگی نیم‌دایره‌ای (SCD) باشند، نقشه‌برداری می‌کنیم.
اگرچه محققان می‌توانند از داده‌های ماهواره‌ای برای محدود کردن مناطق مورد کاوش استفاده کنند، ذخایر هیدروژن واقعی می‌توانند به‌راحتی با دیگر مکان‌های دایره‌ای مانند دریاچه‌ها، زمین‌های گلف یا دایره‌های محصولات کشاورزی اشتباه گرفته شوند. سم هرید در این باره اظهار کرد: در حالی که کشورها برای تسریع در جست‌وجوی منابع هیدروژن تلاش می‌کنند، بسیاری در حال توسعه راه‌هایی جدیدی برای دسترسی به این انرژی جدید نویدبخش هستند.
هرید که پیش‌تر از هوش مصنوعی برای کمک به الگوسازی تأثیر تغییرات اقلیمی بر یخچال‌های طبیعی استفاده کرده است، گفت: این کار به نظر می‌رسد به‌عنوان اقدامی پیشگیرانه به کاهش بحران اقلیمی کمک می‌کند.
در خارج از آمریکا، اروپا و استرالیا نیز در حال کار روی راه‌هایی برای استفاده از ذخایر هیدروژن طلایی خود هستند و در داخل ایالات متحده، قوانینی مانند «قانون کاهش تورم» شامل مقرراتی برای حمایت از گسترش صنعت تولید انرژی پاک است.
به‌رغم اینکه تحولات در این حوزه سریع به نظر می‌رسد، اما حداقل چند سال دیگر طول می‌کشد تا مخازن هیدروژن طبیعی با موفقیت به‌عنوان منبع قابل‌اعتماد انرژی پاک یکپارچه شوند. مورتگات گفت: برای این منظور آنچه اکنون محققان باید بر آن تمرکز کنند این است که چگونه درک ما از این نظام‌های هیدروژنی عمیق‌تر شود.
وی تأکید کرد: بزرگ‌ترین چالش این است که ما باید فرورفتگی‌های نیم‌دایره‌ای بیشتری پیدا و سپس واقعاً بررسی کنیم که چگونه آنها شکل می‌گیرند. هنگامی که چیزهای بیشتری کشف کنیم، در موقعیت بهتری خواهیم بود تا دوباره از ابزارهای هوش مصنوعی برای یافتن موارد مشابه در سراسر جهان استفاده کنیم.
Saturday, 23 November , 2024