천연수소는 지구에서 어떻게 생겨난 건가요?
최근 알바니아 광산에서 천연수소 웅덩이가 발견되었고, 엄청난 양의 천연수소가 있을 거라고 하는데요.
땅 밑에 이런 천연수소가 있는 이유는 무엇인가요?
어떻게 생성된 건가요?
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
먼저 천연수소가 발견된 광산은 지구의 깊은 곳에 위치해 있습니다. 이곳은 지구의 지각층이나 광물층이 노출되어 있는 지역으로 지하수와 지열에 의해 형성된 지하 공간입니다. 이 지하 공간에서는 지열과 지하수의 영향으로 화학 반응이 일어나 천연수소가 생성됩니다.
천연수소는 지구의 지각층에서 생성되는데 이는 지각층에 존재하는 광물이나 유기물이 지열과 지하수의 영향을 받아 화학 반응을 일으키면서 생성됩니다. 이러한 화학 반응은 지각층의 온도와 압력 그리고 지하수의 화학 조성에 따라 다양한 방식으로 일어날 수 있습니다.
지구의 지각층은 수억 년 동안 지속적으로 변화하고 있기 때문에 천연수소도 지속적으로 생성되고 있습니다. 따라서 지구의 깊은 곳에서는 항상 천연수소가 존재하고 있습니다.
천연수소는 지구의 지각층에서 생성되는 것 외에도 우주에서도 생성될 수 있습니다. 우주에서는 별들의 핵융합 반응이 일어나면서 천연수소가 생성되고 이후 우주의 다양한 활동을 통해 지구로 전달될 수 있습니다.
이상으로 천연수소가 지구에서 생성되는 방식에 대해 알려드렸습니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.
천연수소는 지각과 맨틀에서 나오는 심층수소의 탈가스화, 물과 초염기성 암석의 반응, 지구 맨틀에서 환원제와 물의 접촉, 새로 노출된 암석 표면과 물의 상호작용 광물 구조 내 하이드록실 이온의 분해, 물의 자연 방사선 분해 등을 통해 생성되는 것으로 보고 있습니다
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 천연 수소의 원리,천연 수소는 그동안 우리가 알고 있던 수소의 형태와는 달리, 다른 원소와의 결합 없이 지각에서 자연적으로 발생한다. 아직 탐사 장비와 지식이 부족하여 천연 수소의 기원에 대해서는 다양한 가설이 존재한다. 그중 세 가지 주요 기원은 다음과 같다.
① 방사성 동위원소의 지하수 분해
이 가설은 광물학자이자 지구화학자인 베르나츠키에 의해 제안됐다. 고방사성 암석 속의 우라늄, 토륨과 같은 방사성 물질은 자연붕괴되면서 에너지를 방출한다. 이때 방출된 에너지는 지하수 분자를 쉽게 분열시켜 산소와 수소를 생성한다. 실제 과거 몇몇 원자력발전소가 방사선으로 수소를 만들기 위해 시도했으나, 사업성 문제로 실패했다고 한다.
② 물과 초염기성 암석의 반응(사문석화)
감람석은 맨틀 상부에 널리 퍼져있는 암석이다. 철이 풍부한 감람석은 지표면 아래 뜨거운 물에 의해 암석이 변질되는 열수변질 현상에 매우 취약하다. 따라서 고온, 고압 조건에서 감람석과 물이 만나 사문석으로 바뀔 때 철은 물 분자로부터 산소 원자를 빼앗고 부산물로 수소를 방출한다. 이 메커니즘의 반응식은 다음과 같으며, 생성된 수소는 지표 아래에 축적된다.
③ 지각변동
활성 단층 표면에 있던 천연 수소가 지각 변동에 의해 위로 이동하여 단층과 같은 지각의 경계면에서 새어 나온다는 가설이다. 이는 대수층 암석의 수소 농도와 해당 지역의 마지막 지각 변동 간 상관관계 등의 연구 결과로 뒷받침되고 있으나, 사문석화 등 다른 기원에 의해 생성된 수소의 양보다 훨씬 적을 것으로 예상된다.
출처: 대학생신재생에너지기자단 - 골든 수소, 세상을 구해 주이소..
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.
천연수소는 지구에서 여러 과정을 통해 생성됩니다. 지구상에서 수소는 주로 물(H₂O)과 유기 화합물 내에 존재하며, 천연수소 가스 형태로 존재하는 경우는 상대적으로 드뭅니다. 천연수소의 생성에 관여하는 주요 과정은 다음과 같습니다:생물학적 과정: 특정 미생물과 박테리아는 발효, 부패, 또는 대사 과정 중에 수소 가스를 생성할 수 있습니다. 이들은 유기 물질을 분해하면서 수소를 방출합니다.
화학적 과정: 지구 내부에서는 물과 다른 화합물이 고온 고압 환경에서 화학 반응을 일으켜 수소 가스를 생성할 수 있습니다. 이러한 화학적 반응은 지구의 맨틀이나 핵에서 일어날 수 있으며, 생성된 수소는 지질학적 과정을 통해 지표로 방출될 수 있습니다.
열수 화학 반응: 해저 화산 활동 근처의 열수 분출구에서는 물과 암석 사이의 화학 반응으로 인해 수소가 생성될 수 있습니다. 이 과정에서 물이 고온의 암석과 반응하여 수소와 다른 가스를 방출합니다.
광화학 반응: 태양 복사에 의해 대기 중의 물이나 유기 물질에서 수소가 방출될 수 있는 광화학적 분해 반응이 일어날 수 있습니다. 이 과정은 상대적으로 적은 양의 수소를 생성하지만, 수소 생성의 한 형태입니다.
지질학적 분해: 지질학적 시간 동안, 특정 광물의 자연 분해 과정에서도 수소가 방출될 수 있습니다. 이는 물이나 다른 화합물이 광물과 반응하여 수소를 생성하는 과정입니다.
이러한 과정들은 지구상에서 천연수소가 생성되는 다양한 방법들을 보여줍니다. 천연수소는 지구의 다양한 환경과 조건 하에서 생성될 수 있으며, 이 수소는 에너지 원으로서 뿐만 아니라 다양한 화학적 과정에서 중요한 역할을 합니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
알바니아 광산에서 발견된 천연수소 웅덩이는 지구 내부에서 수소가 생성될 수 있다는 증거이며, 에너지원으로서의 수소 활용 가능성을 높여줍니다.
천연수소 생성 원인은 크게 두 가지로 볼 수 있습니다.
첫째, 지각과 맨틀에서 나오는 심층수소의 탈가스화입니다. 지구 내부의 고온 고압 환경에서 수소가 생성되어 지각과 맨틀 사이에 갇히게 됩니다. 시간이 지나면서 이 수소가 탈출하여 땅 속 웅덩이를 형성하게 됩니다.
둘째, 물과 초염기성 암석의 반응입니다. 지구 내부에는 물과 초염기성 암석이 공존하는 곳이 많습니다. 이러한 곳에서 물이 암석과 반응하면서 수소가 생성됩니다.
알바니아 광산의 경우, 두 번째 원인이 더 유력한 것으로 보입니다. 해당 지역은 초염기성 암석이 풍부하며, 지하수가 암석과 반응하여 수소를 생성했을 가능성이 높습니다.
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