Volume 28, Number 4 (2001)
Articles

The Challenge of Deep Ocean Drilling for Natural Gas Hydrate

George D. Spence
School of Earth and Ocean Sciences, University of Victoria, Victoria, British Columbia
Roy D. Hyndman
Pacific Geoscience Centre, Geological Survey of Canada, Sidney British Columbia; School of Earth and Ocean Sciences, University of Victoria, Victoria, British Columbia
Published December 12, 2001
How to Cite
Spence, G. D., & Hyndman, R. D. (2001). The Challenge of Deep Ocean Drilling for Natural Gas Hydrate. Geoscience Canada, 28(4). Retrieved from https://journals.lib.unb.ca/index.php/GC/article/view/4100

Abstract

Large reservoirs of natural gas hydrate have been sampled extensively by past DSDP, ODP, and other scientific ocean drilling. Gas hydrate is an ice-like solid consisting of gas molecules, commonly methane, trapped in a cage of water molecules. Global estimates of the methane content of natural gas hydrate are very large, potentially enormous. Such large quantities of gas hydrate could be important as a clean energy source, as a control in global climate, and as a factor in seafloor slumps and slides. Gas hydrate occurs only in water depths greater than about 600 m at temperate latitudes, but occurs on land and in shallow water in the Arctic. The formation mechanisms of gas hydrates are only partly understood. Gas hydrate appears to be formed usually by migrating fluids carrying biologically generated methane upward to regions of sufficiently low temperature and high pressure where the hydrate is stable. Quantitative aspects of this formation model need testing, however, and questions remain about the sources and sinks for methane, and the amount that can reach the atmosphere. In Canada, gas hydrates are found on most of its continental margins, notably on the continental slope off Vancouver Island and in the Mackenzie Delta-Beaufort Sea region. A drilling program off Vancouver Island would examine gas hydrates in a well-studied accretionary sedimentary wedge; such sediments appear to be the most common environment in which hydrates are found globally. Drilling for gas hydrate offshore in the Canadian Arctic, perhaps using an alternative drilling platform, would complement a current onshore Arctic gas hydrate drilling program in the permafrost environment. The Arctic land and shallow sea hydrate are important because such hydrate is especially susceptible to global climate change. Résumé De vastes réservoirs d'hydrate de gaz naturel ont été amplement échantillonnés par le DSDP, l'ODP et d'autres programmes de forage scientifiques. L'hydrate de gaz est un solide semblable à la glace, constitué de molécules de gaz, généralement du méthane, piégées dans une cage de molécules d'eau. Les estimations des volumes planétaires d'hydrate de gaz naturel sont très grandes, voire énormes. De telles quantités d'hydrate de gaz pourraient s'avérer important comme source d'énergie, comme tampon de régulation du climat de la planète, et comme facteur dans les mouvements et les glissements de terrains des fonds marins. Sous l'eau, les hydrate de gaz n'existent qu'à des profondeurs de plus de 600 m aux latitudes tempérées, mais ils existent sur terre et en eaux peu profondes dans les régions arctiques. Le mécanisme de formation des hydrates de gaz n'est que partiellement élucidé. Il semble que l'hydrate de gaz se forme généralement par la migration ascendante de fluides porteurs de méthane biologique vers des zones de température suffisamment basse et de pression suffisamment élevée, là où l'hydrate est stable. Cependant, les aspects quantitatifs de ce modèle de formation doivent être vérifiés, et certaines questions demeurent sans réponse quant aux sources et aux pièges du méthane, et à la quantité pouvant atteindre l'atmosphère. Au Canada, on trouve de l'hydrate de gaz sur la plupart de ses marges continentales, notamment sur la pente continentale au large de l'île de Vancouver de même que dans la zone du delta du Mackensie-mer de Beaufort. Un programme de forage au large de l'île de Vancouver permettrait d'étudier les hydrates de gaz au sein d'un biseau sédimentaire d'accrétion bien étudié; il semble que ce type de sédiments soit l'environnement le plus commun où l'on trouve des hydrates de gaz sur la planète. Le forage de prospection en mer pour l'hydrate de gaz dans l'Arctique canadien, peut-être avec une autre plateforme de forage, permettrait de compléter un programme de forage sur les hydrates de gaz en cours dans une région arctique du continent, dans un environnement de pergélîsol. L'hydrate de gaz des terres de l'Arctique et des mers peu profondes est important à cause de sa susceptibilité aux changements climatiques planétaires.