Zona de estabilidad de los hidratos de gas

La zona de estabilidad de hidratos de gas , abreviada como ZHG , también conocida como zona de estabilidad de hidratos de metano ( ZHG ) o zona de estabilidad de hidratos ( ZHG ), se refiere a una zona y profundidad del medio marino en la que los clatratos de metano existen de forma natural en la corteza terrestre .

La estabilidad de los hidratos de gas depende principalmente de la temperatura y la presión ; sin embargo, otras variables como la composición del gas y las impurezas iónicas en el agua influyen en los límites de estabilidad. ^{[ 1 ]} La existencia y profundidad de un depósito de hidratos suele indicarse mediante la presencia de un reflector que simula el fondo marino (BSR). Un BSR es una reflexión sísmica que indica el límite inferior de estabilidad de los hidratos en los sedimentos debido a las diferentes densidades de los sedimentos saturados de hidratos, los sedimentos normales y aquellos que contienen gas libre. ^{[ 2 ]}

Los límites superior e inferior de la HSZ, así como su espesor, dependen de las condiciones locales en las que se presenta el hidrato. Las condiciones para la estabilidad del hidrato generalmente restringen los depósitos naturales a las regiones polares y las regiones oceánicas profundas. En las regiones polares, debido a las bajas temperaturas, el límite superior de la zona de estabilidad del hidrato se encuentra a una profundidad de aproximadamente 150 metros . ¹ La profundidad máxima de la zona de estabilidad del hidrato está limitada por el gradiente geotérmico . A lo largo de los márgenes continentales, el espesor promedio de la HSZ es de aproximadamente 500 m. ^{[ 3 ]} El límite superior en los sedimentos oceánicos se produce cuando las temperaturas del agua del fondo son iguales o cercanas a 0 °C , y a una profundidad de agua de aproximadamente 300 metros. ¹ El límite inferior de la HSZ está delimitado por el gradiente geotérmico. A medida que aumenta la profundidad bajo el lecho marino, la temperatura eventualmente se vuelve demasiado alta para que existan hidratos. En áreas de alto flujo de calor geotérmico, el límite inferior de la HSZ puede volverse menos profundo, disminuyendo así el espesor de la HSZ. Por el contrario, las capas de hidratos más gruesas y la zona de estabilidad de hidratos (HSZ) más amplia se observan en áreas de bajo flujo de calor geotérmico. Generalmente, la profundidad máxima de extensión de la HSZ es de 2000 metros bajo la superficie terrestre. ^1,3 Utilizando la ubicación de un BSR, así como el régimen de presión-temperatura necesario para la estabilidad de los hidratos, la HSZ puede utilizarse para determinar gradientes geotérmicos. ²  

Si procesos como la sedimentación o la subducción transportan hidratos por debajo del límite inferior de la zona de estabilidad de hidratos (HSZ), el hidrato se vuelve inestable y se disocia, liberando gas. Este gas libre puede quedar atrapado bajo la capa de hidrato suprayacente, formando bolsas de gas o reservorios. La presión derivada de la presencia de reservorios de gas afecta la estabilidad de la capa de hidratos. Si esta presión cambia sustancialmente, la estabilidad de la capa de metano suprayacente se verá alterada y puede provocar una desestabilización y disociación significativas del depósito de hidratos. ^{[ 4 ]} Los deslizamientos de roca o sedimento por encima de la zona de estabilidad de hidratos también pueden afectar la estabilidad de los hidratos. Una disminución repentina de la presión puede liberar gases o desestabilizar porciones del depósito de hidratos. ^{[ 5 ]} Los cambios en las temperaturas atmosféricas y oceánicas pueden afectar la presencia y la profundidad de la zona de estabilidad de hidratos; sin embargo, aún se desconoce en qué medida. En los sedimentos oceánicos, el aumento de la presión debido a la subida del nivel del mar puede compensar parte del impacto del aumento de la temperatura sobre el equilibrio de estabilidad de los hidratos. ¹