On the circulation of hydrogen in the atmosphere and the Earth’s crust
A review of data on sources and sinks of hydrogen of various origins in the atmosphere and in the near-surface part of the Earth’s crust is given (only some cases we are talking about the crust as a whole). Based on the results of the consideration of this information, it was concluded that the infl...
Gespeichert in:
| Datum: | 2021 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2021
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/244051 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Institution
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543505659199488 |
|---|---|
| author | Gordienko, V. V. |
| author_facet | Gordienko, V. V. |
| author_sort | Gordienko, V. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2021-11-24T21:29:49Z |
| description | A review of data on sources and sinks of hydrogen of various origins in the atmosphere and in the near-surface part of the Earth’s crust is given (only some cases we are talking about the crust as a whole). Based on the results of the consideration of this information, it was concluded that the influence of underground non-biogenic («geological») hydrogen on the content and balance of gas in the atmosphere, up to the stratosphere, is insignificant. The complexity of the experimental determination of the flow of geological hydrogen, free of biogenic and anthropogenic interference, the influence of the testable excavation, etc. is obvious. Probable sources of deep hydrogen are considered: the remains of magmatic gases (outside the areas of volcanism), metamorphic reactions, and radiolysis of water. The potential for significant H2 flow is only apparent in areas of currently activated faults.
The data on the most powerful suppliers of geological hydrogen — modern active volcanoes and thermal fields are given. The gas circulation scheme of the Avachinsky volcano is built, based on the thermal model. The latter is controlled by data from geothermometers, the results of direct temperature measurements in deep wells, and a velocity model. The possibility of fumaroles carrying unchanged hydrogen from the magma chamber has been shown.
The prospects for the formation of hydrogen deposits are estimated as uncertain. Magmatic and metamorphogenic gas in some areas is formed enough to accumulate a significant deposit over several tens of thousands of years. But the possibility of its preservation during this period or longer raises doubts. Hydrocarbon deposits without material input from great depths can lose reserves in much less time. Higher rocks permeability to hydrogen contributes to much greater gas leakage. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:12:24Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-244051 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-07-17T11:12:24Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-2440512021-11-24T21:29:49Z On the circulation of hydrogen in the atmosphere and the Earth’s crust О циркуляции водорода в атмосфере и земной коре Про циркуляцію водню в атмосфері і земній корі Gordienko, V. V. джерела і стоки водню геологічний водень перспективи утворення родовищ источники и стоки водорода геологический водород перспективы образования месторождений sources and sinks of hydrogen geological hydrogen prospects for the formation of a field A review of data on sources and sinks of hydrogen of various origins in the atmosphere and in the near-surface part of the Earth’s crust is given (only some cases we are talking about the crust as a whole). Based on the results of the consideration of this information, it was concluded that the influence of underground non-biogenic («geological») hydrogen on the content and balance of gas in the atmosphere, up to the stratosphere, is insignificant. The complexity of the experimental determination of the flow of geological hydrogen, free of biogenic and anthropogenic interference, the influence of the testable excavation, etc. is obvious. Probable sources of deep hydrogen are considered: the remains of magmatic gases (outside the areas of volcanism), metamorphic reactions, and radiolysis of water. The potential for significant H2 flow is only apparent in areas of currently activated faults. The data on the most powerful suppliers of geological hydrogen — modern active volcanoes and thermal fields are given. The gas circulation scheme of the Avachinsky volcano is built, based on the thermal model. The latter is controlled by data from geothermometers, the results of direct temperature measurements in deep wells, and a velocity model. The possibility of fumaroles carrying unchanged hydrogen from the magma chamber has been shown. The prospects for the formation of hydrogen deposits are estimated as uncertain. Magmatic and metamorphogenic gas in some areas is formed enough to accumulate a significant deposit over several tens of thousands of years. But the possibility of its preservation during this period or longer raises doubts. Hydrocarbon deposits without material input from great depths can lose reserves in much less time. Higher rocks permeability to hydrogen contributes to much greater gas leakage. Представлен обзор данных об источниках и стоках водорода различного происхождения в атмосфере и приповерхностной части земной коры (лишь в отдельных случаях речь идет о коре в целом). По результатам рассмотрения этих сведений сделан вывод о незначительности влияния подземного небиогенного («геологического») водорода на содержание и баланс газа в атмосфере, вплоть до стратосферы. Очевидна сложность экспериментального определения потока геологического водорода, свободного от биогенных и антропогенных помех, влияния опробуемой выработки и пр. Описаны вероятные источники глубинного водорода: остатки магматических газов (вне зон вулканизма), метаморфические реакции, радиолиз воды. Возможности значительного выноса водорода очевидны только в зонах активизированных в настоящее время разломов. Приведены данные о наиболее мощных поставщиках геологического водорода — современных действующих вулканах и термальных полях. Построена схема циркуляции газов Авачинского вулкана, основанная на тепловой модели. Последняя проконтролирована данными геотермометров, результатами прямых измерений температуры в глубоких скважинах и скоростной моделью. Показана возможность выноса фумаролами неизмененного водорода из магматического очага. Перспективы формирования месторождений водорода оценены как неопределенные. Магматического и метаморфогенного газа в отдельных районах образуется достаточно для накопления значимой залежи в течение нескольких десятков тысяч лет. Но возможность ее сохранения в течение этого периода или дольше вызывает сомнения. Месторождения УВ без поступления материала с больших глубин могут растерять запасы за гораздо меньшее время. Более высокая проницаемость горных пород для водорода способствует много большим утечкам газа. Наведено огляд даних щодо джерел і стоків водню різного походження в атмосфері і приповерхневій частини і земної кори (лише в окремих випадках мова йде про кору в цілому). За результатами розгляду цих відомостей зроблено висновок стосовно незначного впливу підземного небіогенного («геологічного») водню на вміст і баланс газу в атмосфері, аж до стратосфери. Очевидна складність експериментального визначення потоку геологічного водню, вільного від біогенних і антропогенних перешкод, впливу дослідної свердловини та ін. Розглянуто ймовірні джерела глибинного водню: залишки магматичних газів (поза зон вулканізму), метаморфічні реакції, радіоліз води. Можливості значного винесення водню очевидні лише в зонах активізованих на цей час розломів. Наведено дані щодо найпотужніших постачальників геологічного водню — сучасні діючі вулкани і термальні поля. Побудовано схему циркуляції газів Авачинського вулкана на підставі теплової моделі. Останню проконтрольовано даними геотермометрів, результатами прямих вимірювань температури в глибоких свердловинах і швидкісною моделлю. Показано можливість винесення фумаролами незмінного водню з магматичного вогнища. Перспективи формування родовищ водню оцінено як невизначені. Обсягів магматичного і метаморфогенного газу в окремих районах утворюється достатньо для накопичення значних покладів протягом декількох десятків тисяч років. Проте можливість їх збереження протягом цього періоду або довше викликає сумніви. Родовища вуглеводнів без надходження матеріалу з великих глибин можуть розгубити запаси за набагато менший час. Більш висока проникність гірських порід для водню сприяє суттєво значнішим витокам газу. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2021-11-24 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/244051 10.24028/gzh.v43i5.244051 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 43 No. 5 (2021); 35-59 Геофизический журнал; Том 43 № 5 (2021); 35-59 Геофізичний журнал; Том 43 № 5 (2021); 35-59 2524-1052 0203-3100 ru https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/244051/242780 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | sources and sinks of hydrogen geological hydrogen prospects for the formation of a field Gordienko, V. V. On the circulation of hydrogen in the atmosphere and the Earth’s crust |
| title | On the circulation of hydrogen in the atmosphere and the Earth’s crust |
| title_alt | О циркуляции водорода в атмосфере и земной коре Про циркуляцію водню в атмосфері і земній корі |
| title_full | On the circulation of hydrogen in the atmosphere and the Earth’s crust |
| title_fullStr | On the circulation of hydrogen in the atmosphere and the Earth’s crust |
| title_full_unstemmed | On the circulation of hydrogen in the atmosphere and the Earth’s crust |
| title_short | On the circulation of hydrogen in the atmosphere and the Earth’s crust |
| title_sort | on the circulation of hydrogen in the atmosphere and the earth’s crust |
| topic | sources and sinks of hydrogen geological hydrogen prospects for the formation of a field |
| topic_facet | джерела і стоки водню геологічний водень перспективи утворення родовищ источники и стоки водорода геологический водород перспективы образования месторождений sources and sinks of hydrogen geological hydrogen prospects for the formation of a field |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/244051 |
| work_keys_str_mv | AT gordienkovv onthecirculationofhydrogenintheatmosphereandtheearthscrust AT gordienkovv ocirkulâciivodorodavatmosfereizemnojkore AT gordienkovv procirkulâcíûvodnûvatmosferíízemníjkorí |