มีเทนแคลทเรต (CH₄ _· 5.75H₂O ₎หรือ (4CH₄ _· 23H₂O ₎หรือเรียกอีกอย่างว่ามีเทนไฮเดรต ไฮโดรมีเทนมีเทนไอซ์ไฟร์ไอซ์ ไฮเดรตแก๊สธรรมชาติมีเทนแก๊สหรือแก๊สไฮเดรตเป็นสารประกอบแคลทเรต ของแข็ง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งแคลทเรตไฮเดรต ) ซึ่งมีมีเทน จำนวนมาก ถูกกักไว้ภายใน โครงสร้าง ผลึกของน้ำ ก่อตัวเป็นของแข็งที่มีลักษณะคล้ายน้ำแข็ง[ ^{1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] เดิมที}คิดว่าพบได้เฉพาะในบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะซึ่งมีอุณหภูมิต่ำและมีน้ำแข็งอยู่ทั่วไป แต่ปัจจุบันมีการค้นพบแหล่งสะสมของมีเทนแคลทเรตจำนวนมากใต้ตะกอนบน พื้น มหาสมุทรของโลก (ประมาณ 1100  เมตรใต้ผิวน้ำทะเล) ^{[ 7 ]}มีเทนไฮเดรตเกิดขึ้นเมื่อน้ำที่มีพันธะไฮโดรเจนและก๊าซมีเทนมาสัมผัสกันที่ความดันสูงและอุณหภูมิต่ำในมหาสมุทร

มีเทนแคลทเรตเป็นส่วนประกอบทั่วไปของธรณีภาค ทางทะเลตื้น และพบได้ใน โครงสร้าง ตะกอน ลึก และก่อตัวเป็นหินโผล่บนพื้นมหาสมุทร เชื่อกันว่ามีเทนไฮเดรตเกิดขึ้นจากการตกตะกอนหรือการตกผลึกของมีเทนที่เคลื่อนตัวจากส่วนลึกตามรอยเลื่อนทางธรณีวิทยาการตกตะกอนเกิดขึ้นเมื่อมีเทนสัมผัสกับน้ำภายในพื้นทะเลภายใต้อุณหภูมิและความดัน ในปี 2551 การวิจัยเกี่ยวกับ แกนน้ำแข็งของ สถานี Vostok ในแอนตาร์กติกา และEPICA Dome Cเปิดเผยว่ามีเทนแคลทเรตยังพบได้ในแกนน้ำแข็งแอนตาร์กติกา ที่ลึก และบันทึกประวัติ ความเข้มข้น ของมีเทนในบรรยากาศย้อนหลังไปถึง 800,000 ปีที่แล้ว^{[ 8 ]}บันทึกมีเทนแคลทเรตในแกนน้ำแข็งเป็นแหล่งข้อมูลหลักสำหรับ การวิจัย ภาวะโลกร้อนควบคู่ไปกับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์

แคลทเรตมีเทนเคยถูกพิจารณาว่าเป็นแหล่งที่มาของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างฉับพลันตามสมมติฐานปืนแคลทเรตในสถานการณ์นี้ ความร้อนทำให้เกิดการละลายและการสลายตัวของไฮเดรตใต้น้ำอย่างรุนแรง ซึ่งนำไปสู่การปล่อยมีเทนจำนวนมหาศาลและเร่งภาวะโลกร้อน การทบทวนงานวิจัยเกี่ยวกับจุดเปลี่ยนสภาพภูมิอากาศในปี 2020 ^{[ 9 ]}สรุปว่าสำหรับการปล่อยไฮเดรตมีเทนนั้น "ความน่าจะเป็นของการเกิดขึ้นยังคงไม่ชัดเจน" การเปลี่ยนแปลงแบบลูกโซ่ของจุดเปลี่ยน (เช่น การสูญเสียน้ำแข็งในแถบอาร์กติกที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนมากขึ้นและการปล่อยมีเทนจากไฮเดรต) เพิ่งได้รับการศึกษาตั้งแต่ปี 2018 รายงานการประเมินครั้งที่ 6 ของ IPCCเพิกเฉยต่อความไม่แน่นอน โดยอ้างว่าจะไม่มีผลกระทบที่ "ตรวจพบได้" ต่ออุณหภูมิโลกในศตวรรษนี้ผ่านกลไกนี้^{[ 10 ]}

มีการค้นพบมีเทนไฮเดรตในรัสเซียในช่วงทศวรรษ 1960 และการศึกษาเกี่ยวกับการสกัดก๊าซจากมีเทนไฮเดรตได้เริ่มขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ^{[ 11 ]}

องค์ประกอบของมีเทนแคลทเรตไฮเดรตตามชื่อคือ (CH ₄ ) ₄ (H ₂ O) ₂₃หรือมีเทน 1 โมลต่อน้ำ 5.75 โมล ซึ่งสอดคล้องกับมีเทน 13.4% โดยมวล แม้ว่าองค์ประกอบที่แท้จริงจะขึ้นอยู่กับจำนวนโมเลกุลของมีเทนที่พอดีกับโครงสร้างกรงต่างๆ ของแลตทิซ น้ำ ความหนาแน่นที่สังเกตได้อยู่ที่ประมาณ 0.9 กรัม/ซม^³ซึ่งหมายความว่ามีเทนไฮเดรตจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำทะเลหรือทะเลสาบ เว้นแต่จะถูกยึดไว้กับที่โดยการก่อตัวหรือยึดติดกับตะกอน^{[ 12 ]}ดังนั้นมีเทนแคลทเรตของแข็งที่อิ่มตัวเต็มที่ 1 ลิตรจะมีมีเทนประมาณ 120 กรัม (หรือก๊าซมีเทนประมาณ 169 ลิตรที่ 0 °C และ 1 atm) ^{[ nb 1 ]}หรือมีเทนแคลทเรต 1 ลูกบาศก์เมตรจะปล่อยก๊าซออกมาประมาณ 160 ลูกบาศก์เมตร^{[ 11 ]}

มีเทนก่อตัวเป็นไฮเดรต "โครงสร้าง-I" โดยมีกรงน้ำทรงสิบสองเหลี่ยมสองกรง (20 จุดยอด ดังนั้นจึงมีโมเลกุลน้ำ 20 โมเลกุล) และ กรงน้ำ ทรง สิบสี่เหลี่ยมหกกรง (24 โมเลกุลน้ำ) ต่อหน่วยเซลล์ (เนื่องจากการแบ่งปันโมเลกุลน้ำแต่ละโมเลกุลระหว่างกรงสี่กรง จึงมีโมเลกุลน้ำ 46 โมเลกุลและโมเลกุลมีเทน 8 โมเลกุลต่อหน่วยเซลล์) ซึ่งเปรียบเทียบกับจำนวนไฮเดรชั่น 20 สำหรับมีเทนในสารละลายในน้ำ^{[ 13 ]} สเปกตรัม MAS NMR ของมีเทนแคลทเร ต ที่บันทึกไว้ที่ 275 Kและ 3.1 MPaแสดงยอดสำหรับกรงแต่ละประเภทและยอดแยกต่างหากสำหรับ มีเทน ในเฟสแก๊ส ในปี 2546 มีการสังเคราะห์สารแทรกไฮเดรตมีเทนในดินเหนียวซึ่งมีการนำสารเชิงซ้อนไฮเดรตมีเทนเข้าไปในชั้นระหว่างของดินเหนียว มอนต์มอริลโลไนต์ที่อุดมด้วยโซเดียมความเสถียรของอุณหภูมิสูงสุดของเฟสนี้คล้ายกับไฮเดรตโครงสร้าง-I ^{[ 14 ]}

มีเทนแคลทเรตจำกัดอยู่เฉพาะในชั้นหิน แข็งตื้น (เช่น ความลึก < 2,000 เมตร) นอกจากนี้ เงื่อนไขที่จำเป็นจะพบได้เฉพาะในหินตะกอนภาคพื้นทวีปในเขตขั้วโลกซึ่งอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยต่ำกว่า 0 °C หรือในตะกอน มหาสมุทร ที่ระดับความลึกของน้ำมากกว่า 300 เมตรซึ่ง อุณหภูมิ น้ำที่ก้นทะเลอยู่ที่ประมาณ 2 °C นอกจากนี้ ทะเลสาบน้ำจืดลึกก็อาจมีก๊าซไฮเดรตได้เช่นกัน เช่นทะเลสาบน้ำจืดไบคาลในไซบีเรีย^{[ 15 ]}พบแหล่งสะสมภาคพื้นทวีปในไซบีเรียและอลาสก้าใน ชั้น หินทรายและหินตะกอนที่ระดับความลึกน้อยกว่า 800 เมตร แหล่งสะสมในมหาสมุทรดูเหมือนจะแพร่หลายในไหล่ทวีป (ดูรูป) และสามารถเกิดขึ้นได้ภายในตะกอนที่ระดับความลึกหรือใกล้กับส่วนต่อประสานระหว่างตะกอนกับน้ำพวกมันอาจปิดกั้นแหล่งสะสมก๊าซมีเทนขนาดใหญ่กว่าได้^{[ 16 ]}

มีเทนไฮเดรตสามารถเกิดขึ้นได้หลายรูปแบบ เช่น ก้อนขนาดใหญ่ กระจายตัวอยู่ภายในช่องว่างรูพรุน ก้อนเล็กๆ เส้น/รอยแตก/รอยเลื่อน และชั้นต่างๆ^{[ 17 ]}โดยทั่วไปพบว่าไม่เสถียรภายใต้สภาวะความดันและอุณหภูมิมาตรฐาน และมีเทนไฮเดรต 1 ลูกบาศก์เมตร เมื่อสลายตัวจะให้มีเทนประมาณ 164 ลูกบาศก์เมตร^และน้ำจืด 0.87 ลูกบาศก์เมตร^[ 18 ^{] [ 19 ] [ 20 ] มีตะกอนใน}มหาสมุทรสองประเภทที่แตกต่างกัน ประเภทที่พบมากที่สุดคือประเภทที่มีมีเทน เป็นส่วนประกอบหลัก (> 99%) ที่อยู่ใน แคลทเรตโครงสร้าง I และโดยทั่วไปจะพบที่ระดับความลึกในตะกอน ในที่นี้ มีเทนมีไอโซโทปเบา ( δ ¹³ C < −60 ‰ ) ซึ่งบ่งชี้ว่าได้มาจากการลด CO 2 _โดย จุลินทรีย์ เชื่อกันว่าแคลทเรตในแหล่งสะสมลึกเหล่านี้เกิดขึ้นในบริเวณนั้นจากมีเทนที่ผลิตโดยจุลินทรีย์ เนื่องจากค่า δ ¹³ C ของแคลทเรตและมีเทนที่ละลายอยู่โดยรอบนั้นคล้ายคลึงกัน^{[ 16 ]} อย่างไรก็ตาม ยังเชื่อกันว่าน้ำจืดที่ใช้ในการเพิ่มแรงดันของบ่อน้ำมันและก๊าซในชั้นดินเยือกแข็งและตามแนวไหล่ทวีปทั่วโลกจะรวมกับมีเทนธรรมชาติเพื่อสร้างแคลทเรตที่ระดับความลึกและความดัน เนื่องจากมีเทนไฮเดรตมีความเสถียรในน้ำจืดมากกว่าในน้ำเค็ม^{[ 2 ]} ความแปรผันในท้องถิ่นอาจแพร่หลาย เนื่องจากกระบวนการสร้างไฮเดรต ซึ่งสกัดน้ำบริสุทธิ์จากน้ำในชั้นหินที่มีความเค็ม มักนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความเค็มของน้ำในชั้นหินในระดับท้องถิ่นและอาจมีนัยสำคัญ ไฮเดรตโดยปกติจะแยกเกลือออกจากของเหลวในรูพรุนที่มันก่อตัวขึ้น ดังนั้นจึงแสดงความต้านทานไฟฟ้าสูงเช่นเดียวกับน้ำแข็ง และตะกอนที่มีไฮเดรตจะมีความต้านทานสูงกว่าตะกอนที่ไม่มีไฮเดรตก๊าซ (Judge [67]) ^{[ 21 ] : 9}

แหล่งสะสมเหล่านี้ตั้งอยู่ในบริเวณที่มีความลึกปานกลางประมาณ 300–500 เมตรในชั้นตะกอน ( เขตเสถียรภาพของก๊าซไฮเดรตหรือ GHSZ) ซึ่งอยู่ร่วมกับมีเทนที่ละลายอยู่ในน้ำจืด ไม่ใช่น้ำเค็ม ในรูพรุนของตะกอน เหนือบริเวณนี้ มีเทนจะอยู่ในรูปของสารละลายเท่านั้น โดยมีความเข้มข้นลดลงเมื่อเข้าใกล้ผิวตะกอน ส่วนด้านล่าง มีเทนจะอยู่ในรูปของก๊าซ ที่สันเขาเบลคบนสันเขาทวีป แอตแลนติก GHSZ เริ่มต้นที่ความลึก 190 เมตรและต่อเนื่องไปจนถึง 450 เมตร ซึ่งเป็นจุดที่สมดุลกับเฟสของก๊าซ การวัดแสดงให้เห็นว่ามีเทนครอบครองพื้นที่0%–9%โดยปริมาตรใน GHSZ และประมาณ 12% ในโซนก๊าซ^{[ 22 ] [ 23 ]}

ในประเภทที่สองที่พบได้น้อยกว่าซึ่งอยู่ใกล้กับพื้นผิวตะกอน ตัวอย่างบางส่วนมีสัดส่วนของ ไฮโดรคาร์บอนสายยาวที่สูงกว่า(< 99% มีเทน) ที่อยู่ในโครงสร้างแคลทเรต II คาร์บอนจากแคลทเรตประเภทนี้มีไอโซโทปหนักกว่า ( δ ¹³ Cอยู่ที่ −29 ถึง −57 ‰) และเชื่อว่าได้เคลื่อนตัวขึ้นมาจากตะกอนลึก ซึ่งมีเทนเกิดขึ้นจากการสลายตัวทางความร้อนของสารอินทรีย์ตัวอย่างของแหล่งสะสมประเภทนี้พบได้ในอ่าวเม็กซิโกและทะเลแคสเปียน^{[ 16 ]}

แหล่งแร่บางแห่งมีลักษณะอยู่ระหว่างแหล่งแร่ที่เกิดจากจุลินทรีย์และแหล่งแร่ที่เกิดจากความร้อน และถือว่าเกิดจากการผสมผสานของทั้งสองอย่าง

ก๊าซมีเทนในไฮเดรตส่วนใหญ่เกิดจากกลุ่มจุลินทรีย์ที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ โดยตัวก๊าซมีเทนเองนั้นผลิตโดยอาร์เคียที่ สร้าง มีเทน สารอินทรีย์ในชั้นบนสุดของตะกอนไม่กี่เซนติเมตรจะถูกย่อยสลายโดยแบคทีเรียแอโรบิกก่อน ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ₎ซึ่งระเหยออกจากตะกอนเข้าสู่มวลน้ำใต้บริเวณที่มีกิจกรรมแอโรบิกนี้ กระบวนการแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะเข้ามาแทนที่ ซึ่งรวมถึงการรีดิวซ์ไนไตรต์/ไนเตรต โลหะออกไซด์ และซัลเฟต โดยจุลินทรีย์ตามลำดับความลึก จนกระทั่งซัลเฟต ถูกรีดิวซ์เป็นซัลไฟด์ในที่สุดกระบวนการสร้างมีเทนจะกลายเป็นเส้นทางหลักในการ แร่ธาตุ ของคาร์บอนอินทรีย์

หากอัตราการตกตะกอนต่ำ (ประมาณ 1 ซม./ปี) ปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ต่ำ (ประมาณ 1%) และมีออกซิเจนมาก แบคทีเรียแอโรบิกสามารถใช้สารอินทรีย์ทั้งหมดในตะกอนได้เร็วกว่าที่ออกซิเจนจะหมดไป ดังนั้นจึง ไม่จำเป็นต้องใช้ ตัวรับอิเล็กตรอน ที่มีพลังงานต่ำ แต่ในบริเวณที่อัตราการตกตะกอนและปริมาณคาร์บอนอินทรีย์สูง ซึ่งมักเกิดขึ้นบนไหล่ทวีปและใต้เขตการไหลขึ้น ของกระแสน้ำชายฝั่งตะวันตก น้ำในรูพรุนของตะกอนจะขาดออกซิเจนที่ระดับความลึกเพียงไม่กี่เซนติเมตรหรือน้อยกว่านั้น ในตะกอนทะเลที่อุดมไปด้วยสารอินทรีย์เช่นนี้ ซัลเฟตจะกลายเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายที่สำคัญที่สุดเนื่องจากมีความเข้มข้นสูงในน้ำทะเลอย่างไรก็ตาม ซัลเฟตก็จะหมดไปที่ระดับความลึกเพียงไม่กี่เซนติเมตรถึงไม่กี่เมตร ใต้ระดับนี้จะมีการผลิตมีเทน การผลิตมีเทนนี้เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างซับซ้อน ต้องอาศัยสภาพแวดล้อมที่มีการรีดิวซ์สูง (Eh)(−350 ถึง −450 mV ) และค่า pH ระหว่าง 6 ถึง 8 รวมถึง กลุ่มจุลินทรีย์ ที่ ซับซ้อน ซึ่งประกอบด้วยอาร์เคียและแบคทีเรียหลากหลายชนิด อย่างไรก็ตาม มีเพียงอาร์เคียเท่านั้นที่ปล่อยก๊าซมีเทนออกมา

ในบางภูมิภาค (เช่น อ่าวเม็กซิโก แอ่งโจเอ็ตสึ) มีเทนในแคลทเรตอาจได้มาจากการสลายตัวทางความร้อนของสารอินทรีย์ (เช่น การสร้างปิโตรเลียม) อย่างน้อยบางส่วน โดยน้ำมันอาจก่อตัวเป็นส่วนประกอบที่แปลกใหม่ภายในไฮเดรตเองซึ่งสามารถกู้คืนได้เมื่อไฮเดรตสลายตัว^{[ 24 ] [ 25 ]}มีเทนในแคลทเรตโดยทั่วไปมีลักษณะไอโซโทป ชีวภาพ และ δ ¹³ C ที่แปรผันสูง (−40‰ ถึง −100‰ ) โดยมีค่าเฉลี่ยโดยประมาณอยู่ที่ประมาณ −65‰ ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}ใต้โซนของแคลทเรตแข็ง ปริมาณมีเทนจำนวนมากอาจก่อตัวเป็นฟองก๊าซอิสระในตะกอน^{[ 22 ] [ 30 ] [ 31 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การมีอยู่ของแคลทเรตในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งสามารถตรวจสอบได้จากการสังเกตตัวสะท้อนคลื่นไหวสะเทือนจำลองพื้นทะเล (BSR) ซึ่งเป็นการสะท้อนคลื่นไหวสะเทือนที่บริเวณรอยต่อระหว่างตะกอนกับเขตเสถียรภาพของแคลทเรต อันเกิดจากความหนาแน่นที่ไม่เท่ากันของตะกอนปกติและตะกอนที่มีแคลทเรตปนอยู่

มีการค้นพบ ปิงโกไฮเดรตแก๊สในทะเลบาเรนต์ในมหาสมุทรอาร์กติก มีเทนกำลังเดือดปุดๆ ออกมาจากโครงสร้างรูปโดมเหล่านี้ โดยมีเปลวไฟแก๊สบางส่วนยื่นออกมาใกล้ผิวน้ำทะเล^{[ 32 ]}

ขนาดของแหล่งกักเก็บมีเทนแคลทเรตในมหาสมุทรยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด และการประมาณขนาดของแหล่งกักเก็บนี้ลดลงประมาณหนึ่งอันดับต่อทศวรรษนับตั้งแต่มีการรับรู้ครั้งแรกว่าแคลทเรตอาจมีอยู่ในมหาสมุทรในช่วงทศวรรษ 1960 และ 1970 ^{[ 33 ]} การประมาณค่าสูงสุด (เช่น 3 × 10¹⁸ม. ³ ) ^{[ 34 ]}อิงตามสมมติฐานที่ว่าแคลทเรตที่มีความหนาแน่นเต็มที่สามารถกระจายไปทั่วพื้นมหาสมุทรลึกได้ การปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับเคมีของแคลทเรตและตะกอนวิทยาได้เผยให้เห็นว่าไฮเดรตก่อตัวขึ้นในช่วงความลึกที่แคบเท่านั้น (ชั้นทวีป ) ในบางตำแหน่งในช่วงความลึกที่สามารถเกิดขึ้นได้ (10-30% ของโซนเสถียรภาพของก๊าซไฮเดรต ) และโดยทั่วไปจะพบในความเข้มข้นต่ำ (0.9%–1.5%โดยปริมาตร) ในพื้นที่ที่มีการพบ การประมาณการล่าสุดที่จำกัดโดยการสุ่มตัวอย่างโดยตรงชี้ให้เห็นว่าปริมาณคาร์บอนทั่วโลกมีปริมาตรระหว่าง 1 × 10 ¹⁵ถึง 5 × 10 ¹⁵ลูกบาศก์เมตร (0.24 ถึง 1.2 ล้านลูกบาศก์ไมล์) ^{[ 33 ]} การประมาณการนี้ ซึ่งสอดคล้องกับคาร์บอน 500–2500 กิกะตัน (Gt C) มีขนาดเล็กกว่า 5000 Gt C ที่ประมาณการไว้สำหรับแหล่งสำรองเชื้อเพลิงอินทรีย์ทางธรณีวิทยาอื่นๆ ทั้งหมด แต่มีขนาดใหญ่กว่า ~230 Gt C ที่ประมาณการไว้สำหรับแหล่งก๊าซธรรมชาติอื่นๆ อย่างมาก^{[ 33 ] [ 35 ]}แหล่งกักเก็บคาร์บอนในชั้นดินเยือกแข็งถาวรในแถบอาร์กติกได้รับการประมาณการไว้ที่ประมาณ 400 Gt C ^{[ 36 ]}แต่ยังไม่มีการประมาณการแหล่งกักเก็บคาร์บอนในแถบแอนตาร์กติกา ปริมาณเหล่านี้มีจำนวนมาก เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว คาร์บอนทั้งหมดในชั้นบรรยากาศมีประมาณ 800 กิกะตัน (ดูคาร์บอน § การเกิดขึ้น )

การประมาณการสมัยใหม่เหล่านี้มีขนาดเล็กกว่าอย่างเห็นได้ชัด10,000 ถึง11,000 จี  ตัน C (2 × 10¹⁶ม. ³ ) เสนอ ^{[ 37 ]}โดยนักวิจัยก่อนหน้านี้เป็นเหตุผลในการพิจารณาแคลทเรตว่าเป็นทรัพยากรเชื้อเพลิงอินทรีย์ทางธรณีวิทยา (MacDonald 1990, Kvenvolden 1998) ปริมาณแคลทเรตที่ต่ำกว่าไม่ได้ตัดความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจออกไป แต่ปริมาณรวมที่ต่ำกว่าและความเข้มข้นที่ต่ำอย่างเห็นได้ชัดในสถานที่ส่วนใหญ่ ^{[ 33 ]}บ่งชี้ว่ามีเพียงเปอร์เซ็นต์ที่จำกัดของแหล่งสะสมแคลทเรตเท่านั้นที่อาจเป็นทรัพยากรที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

มีเทนแคลทเรตในหินภาคพื้นทวีปถูกกักอยู่ในชั้นหินทรายหรือหินตะกอนที่ระดับความลึกน้อยกว่า 800 เมตร การเก็บตัวอย่างบ่งชี้ว่าพวกมันเกิดขึ้นจากส่วนผสมของก๊าซที่ได้จากความร้อนและจุลินทรีย์ ซึ่งต่อมาไฮโดรคาร์บอนที่หนักกว่าถูกแยกออกไปอย่างเลือกสรร พบได้ในอลาสก้าไซบีเรียและแคนาดาตอนเหนือ

ในปี 2551 นักวิจัยชาวแคนาดาและญี่ปุ่นได้สกัดก๊าซธรรมชาติอย่างต่อเนื่องจากโครงการทดสอบที่แหล่งก๊าซไฮเดรต Mallikใน บริเวณปาก แม่น้ำ Mackenzieนี่เป็นการเจาะครั้งที่สองที่ Mallik โดยครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 2545 และใช้ความร้อนเพื่อปลดปล่อยมีเทน ในการทดลองปี 2551 นักวิจัยสามารถสกัดก๊าซได้โดยการลดความดันโดยไม่ต้องใช้ความร้อน ซึ่งต้องใช้พลังงานน้อยลงอย่างมาก^{[ 38 ]}แหล่งก๊าซไฮเดรต Mallik ถูกค้นพบครั้งแรกโดยImperial Oilในปี 1971–1972 ^{[ 39 ]}

แหล่งสะสมไฮเดรตทางเศรษฐกิจเรียกว่าก๊าซธรรมชาติไฮเดรต (NGH) และกักเก็บมีเทน 164 ลูกบาศก์เมตร และน้ำ 0.8 ลูกบาศก์เมตร^ในไฮเดรต 1 ลูกบาศก์เมตร^{[ 40 ] NGH} ส่วนใหญ่พบอยู่ใต้พื้นทะเล (95%) ซึ่งอยู่ในสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ แหล่งกักเก็บมีเทนไฮเดรตในตะกอนอาจมีปริมาณมากกว่าปริมาณสำรอง ก๊าซธรรมชาติแบบดั้งเดิมที่ทราบในปัจจุบันถึง 2-10 เท่าณ ปี 2013 ^{[ 41 ]} ซึ่งแสดงถึงแหล่ง เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน ที่มีศักยภาพสำคัญในอนาคตอย่างไรก็ตาม ในพื้นที่ส่วนใหญ่ แหล่งสะสมนั้นกระจัดกระจายเกินไปสำหรับการสกัดในเชิงเศรษฐกิจ^{[ 33 ]}ปัญหาอื่นๆ ที่เผชิญกับการใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ ได้แก่ การตรวจหาแหล่งสำรองที่มีศักยภาพ และการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการสกัดก๊าซมีเทนจากแหล่งสะสมไฮเดรต

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2549 จีนประกาศแผนการใช้เงิน 800 ล้านหยวน (100 ล้านดอลลาร์สหรัฐ) ในอีก 10 ปีข้างหน้าเพื่อศึกษาก๊าซไฮเดรตธรรมชาติ^{[ 42 ]}แหล่งสำรองที่มีศักยภาพทางเศรษฐกิจในอ่าวเม็กซิโกอาจมี ก๊าซ ประมาณ 100 พันล้านลูกบาศก์เมตร (3.5 × 10¹²^{ลูกบาศก์ ฟุต) [ 33 ]} Bjørn KvammeและArne Graueจากสถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเบอร์เกนได้พัฒนาวิธีการฉีด CO₂ _{เข้าไป}ในไฮเดรตและย้อนกลับกระบวนการ โดยการสกัด CH₄ _ด้วยการแลกเปลี่ยนโดยตรง^{[ 43 ]}วิธีการของมหาวิทยาลัยเบอร์เกนกำลังได้รับการทดสอบภาคสนามโดยConocoPhillips และ Japan Oil, Gas and Metals National Corporation (JOGMEC) ซึ่งเป็นของรัฐและได้รับการสนับสนุนทางการเงินบางส่วนจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา โครงการนี้ได้เข้าสู่ขั้นตอนการฉีดแล้วและกำลังวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้ภายในวันที่ 12 มีนาคม พ.ศ. 2555 ^{[ 44 ]}^

เมื่อวันที่ 12 มีนาคม 2556 นักวิจัยของ JOGMEC ประกาศว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการสกัดก๊าซธรรมชาติจากมีเทนไฮเดรตแช่แข็ง^{[ 45 ]} เพื่อสกัดก๊าซนั้น ได้มีการใช้อุปกรณ์พิเศษในการเจาะเข้าไปและลดความดันในแหล่งสะสมไฮเดรต ทำให้มีเทนแยกตัวออกจากน้ำแข็ง จากนั้นจึงรวบรวมก๊าซและส่งผ่านท่อไปยังผิวดินเพื่อจุดไฟเพื่อพิสูจน์การมีอยู่ของก๊าซ^{[ 46 ]}ตามคำกล่าวของโฆษกในอุตสาหกรรม "นี่คือการทดลองนอกชายฝั่งครั้งแรกของโลกที่ผลิตก๊าซจากมีเทนไฮเดรต" ^{[ 45 ]} ก่อนหน้านี้ มีการสกัดก๊าซจากแหล่งสะสมบนบก แต่ไม่เคยมีการสกัดจากแหล่งสะสมนอกชายฝั่งซึ่งพบได้ทั่วไปมากกว่า^{[ 46 ]}แหล่งไฮเดรตที่สกัดก๊าซนั้นตั้งอยู่ห่างจากตอนกลางของญี่ปุ่น 50 กิโลเมตร (31 ไมล์) ในร่องนันไก ที่ระดับ ความ ลึก 300 เมตร (980 ฟุต) ใต้ทะเล^{[ 45 ] [ 46 ]} โฆษกของ JOGMEC กล่าวว่า "ในที่สุดญี่ปุ่นก็จะมีแหล่งพลังงานเป็นของตัวเอง" ^{[ 46 ]}นักธรณีวิทยาทางทะเล มิคิโอ ซาโตะ กล่าวว่า "ตอนนี้เรารู้แล้วว่าการสกัดเป็นไปได้ ขั้นตอนต่อไปคือการดูว่าญี่ปุ่นจะลดต้นทุนลงได้มากแค่ไหนเพื่อให้เทคโนโลยีนี้คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ" ^{[ 46 ]} ญี่ปุ่นประเมินว่ามีมีเทนอย่างน้อย 1.1 ล้านล้านลูกบาศก์เมตรที่ถูกกักอยู่ในร่องนันไก ซึ่งเพียงพอต่อความต้องการของประเทศได้นานกว่าสิบปี^{[ 46 ]}

ทั้งญี่ปุ่นและจีนประกาศในเดือนพฤษภาคม 2017 ว่าได้ค้นพบความก้าวหน้าในการทำเหมืองมีเทนแคลทเรต โดยสามารถสกัดมีเทนจากไฮเดรตในทะเลจีนใต้ได้^{[ 11 ]}จีนอธิบายผลลัพธ์นี้ว่าเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ ปราวี ณ ลิงกาจากภาควิชาวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุล มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์เห็นด้วยว่า "เมื่อเปรียบเทียบกับผลลัพธ์ที่เราเห็นจากการวิจัยของญี่ปุ่น นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนสามารถสกัดก๊าซได้มากกว่ามากในความพยายามของพวกเขา" ^{[ 47 ]}ความเห็นพ้องในอุตสาหกรรมคือการผลิตในระดับเชิงพาณิชย์ยังคงต้องใช้เวลาอีกหลายปี^{[ 48 ]}

ผู้เชี่ยวชาญเตือนว่าผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมยังอยู่ระหว่างการตรวจสอบ และมีเทน ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพในการทำให้โลกร้อนขึ้น ประมาณ 81.2 เท่า ในช่วง 20 ปี^{[ 49 ]} (GWP20) เมื่อเทียบกับคาร์บอนไดออกไซด์ อาจรั่วไหลเข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้หากเกิดความผิดพลาด^{[ 50 ]}เนื่องจากมีเทนมีอายุในชั้นบรรยากาศสั้นกว่าคาร์บอนไดออกไซด์มาก GWP ของมันจึงน้อยกว่ามากในช่วงเวลาที่ยาวนานกว่า โดยมี GWP-100 เท่ากับ 27.9 และ GWP-500 เท่ากับ 7.95 ^{[ 51 ] : 7SM-24}

แคลทเรตของมีเทน (ไฮเดรต) มักเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตก๊าซธรรมชาติ เมื่อน้ำเหลวควบแน่นในสภาวะที่มีมีเทนภายใต้ความดันสูง เป็นที่ทราบกันดีว่าโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนขนาดใหญ่ เช่น อีเทนและโพรเพน ก็สามารถก่อตัวเป็นไฮเดรตได้เช่นกัน แม้ว่าโมเลกุลที่ยาวกว่า (บิวเทน เพนเทน) จะไม่สามารถเข้าไปอยู่ในโครงสร้างกรงน้ำได้ และมีแนวโน้มที่จะทำให้การก่อตัวของไฮเดรตไม่เสถียร

เมื่อเกิดขึ้นแล้ว ไฮเดรตสามารถอุดตันท่อส่งและอุปกรณ์การประมวลผลได้ โดยทั่วไปแล้วจะต้องกำจัดออกโดยการลดความดัน ให้ความร้อน หรือละลายด้วยวิธีการทางเคมี (โดยทั่วไปใช้เมทานอล) ต้องระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าการกำจัดไฮเดรตนั้นได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวัง เนื่องจากไฮเดรตอาจเกิดการเปลี่ยนสถานะจากไฮเดรตของแข็งไปเป็นการปล่อยน้ำและมีเทนในรูปก๊าซในอัตราสูงเมื่อความดันลดลง การปล่อยก๊าซมีเทนอย่างรวดเร็วในระบบปิดอาจส่งผลให้ความดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว^{[ 12 ]}

โดยทั่วไปแล้วควรป้องกันไม่ให้ไฮเดรตก่อตัวหรืออุดตันอุปกรณ์ ซึ่งมักทำได้โดยการกำจัดน้ำ หรือโดยการเติมเอทิลีนไกลคอล (MEG) หรือเมทานอลซึ่งจะช่วยลดอุณหภูมิที่ไฮเดรตจะก่อตัวขึ้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการพัฒนาสารยับยั้งการก่อตัวของไฮเดรตในรูปแบบอื่นๆ เช่น สารยับยั้งการก่อตัวของไฮเดรตแบบจลน์ (ซึ่งเพิ่มอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเดือดที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของไฮเดรต โดยแลกกับการเพิ่มอัตราการก่อตัวของไฮเดรต) และสารป้องกันการจับตัวเป็นก้อน ซึ่งไม่ได้ป้องกันการก่อตัวของไฮเดรต แต่ป้องกันไม่ให้ไฮเดรตเกาะตัวกันจนอุดตันอุปกรณ์

เมื่อทำการขุดเจาะในชั้นหินที่มีน้ำมันและก๊าซที่จมอยู่ใต้น้ำลึก ก๊าซในแหล่งกักเก็บอาจไหลเข้าสู่หลุมเจาะและก่อตัวเป็นก๊าซไฮเดรตเนื่องจากอุณหภูมิต่ำและความดันสูงที่พบระหว่างการขุดเจาะในน้ำลึก จากนั้นก๊าซไฮเดรตอาจไหลขึ้นมาพร้อมกับโคลนเจาะหรือของเหลวอื่นๆ ที่ปล่อยออกมา เมื่อไฮเดรตไหลขึ้น ความดันในช่องว่างระหว่างท่อจะลดลงและไฮเดรตจะแตกตัวเป็นก๊าซและน้ำ การขยายตัวของก๊าซอย่างรวดเร็วจะขับของเหลวออกจากหลุม ทำให้ความดันลดลงอีก ซึ่งนำไปสู่การแตกตัวของไฮเดรตมากขึ้นและการขับของเหลวออกมาอีก การขับของเหลวออกจากช่องว่างระหว่างท่ออย่างรุนแรงที่เกิดขึ้นนี้เป็นสาเหตุหรือปัจจัยหนึ่งที่อาจทำให้เกิด "คิก" ^{[ 52 ]} (คิก ซึ่งอาจทำให้เกิดการระเบิด มักไม่เกี่ยวข้องกับไฮเดรต: ดูการระเบิด (การขุดเจาะหลุม) § คิกของชั้นหิน )

มาตรการที่ช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดไฮเดรต ได้แก่:

• อัตราการไหลสูงซึ่งจำกัดเวลาสำหรับการก่อตัวของไฮเดรตในปริมาตรของของเหลว จึงช่วยลดศักยภาพในการกระแทก^{[ 52 ]}
• การวัดการไหลของท่ออย่างระมัดระวังเพื่อตรวจจับการอุดตันของไฮเดรตในระยะเริ่มต้น^{[ 52 ]}
• ควรใช้ความระมัดระวังเพิ่มเติมในการวัดเมื่ออัตราการผลิตก๊าซต่ำและความเป็นไปได้ของการเกิดไฮเดรตจะสูงกว่าเมื่ออัตราการไหลของก๊าซค่อนข้างสูง^{[ 52 ]}
• การตรวจสอบท่อบ่อหลังจากที่ " ปิด " (แยก) อาจบ่งชี้ถึงการก่อตัวของไฮเดรต หลังจาก "ปิด" ความดันจะเพิ่มขึ้นในขณะที่ก๊าซแพร่กระจายผ่านแหล่งกักเก็บไปยังรูเจาะอัตราการเพิ่มขึ้นของความดันแสดงให้เห็นอัตราการเพิ่มขึ้นที่ลดลงในขณะที่ไฮเดรตกำลังก่อตัว^{[ 52 ]}
• การเพิ่มพลังงาน (เช่น พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการแข็งตัวของซีเมนต์ที่ใช้ในการเจาะบ่อ) สามารถเพิ่มอุณหภูมิและเปลี่ยนไฮเดรตให้กลายเป็นก๊าซ ทำให้เกิด "การระเบิด" (kick)

ที่ระดับความลึกที่เพียงพอ มีเทนจะรวมตัวกับน้ำโดยตรงเพื่อสร้างมีเทนไฮเดรต ดังที่สังเกตได้ในระหว่างการรั่วไหลของน้ำมัน Deepwater Horizonในปี 2010 วิศวกรของ BP ได้พัฒนาและติดตั้งระบบกู้คืนน้ำมันใต้น้ำเหนือการรั่วไหลของน้ำมันจากบ่อน้ำมัน น้ำลึก 5,000 ฟุต (1,500 เมตร) ใต้ระดับน้ำทะเลเพื่อดักจับน้ำมันที่รั่วไหลออกมา ซึ่งเกี่ยวข้องกับการวางโดมขนาด 125 ตัน (276,000 ปอนด์) เหนือจุดรั่วที่ใหญ่ที่สุดของบ่อน้ำมันและต่อท่อไปยังภาชนะเก็บน้ำมันบนผิวน้ำ^{[ 53 ]}ตัวเลือกนี้มีศักยภาพในการรวบรวมน้ำมันที่รั่วไหลได้ประมาณ 85% แต่ยังไม่เคยทดสอบที่ระดับความลึกดังกล่าวมาก่อน^{[ 53 ]} BP ได้ติดตั้งระบบในวันที่ 7-8 พฤษภาคม แต่ระบบล้มเหลวเนื่องจากการสะสมของมีเทนแคลทเรตภายในโดม ด้วยความหนาแน่นต่ำประมาณ 0.9 กรัม/ซม^³มีเทนไฮเดรตจึงสะสมอยู่ในโดม เพิ่มแรงลอยตัวและขัดขวางการไหล^{[ 54 ]}

สมมติฐานปืนแคลทเรตเป็นคำอธิบายที่เสนอขึ้นสำหรับช่วงเวลาของการอุ่นขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงยุคควอเทอร์นารีสมมติฐานนี้กล่าวว่าการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ในน้ำระดับกลางตอนบนในมหาสมุทรทำให้เกิดความผันผวนของอุณหภูมิซึ่งสะสมและปล่อยแคลทเรตมีเทนบนลาดทวีปตอนบนสลับกันไป ซึ่งจะมีผลกระทบโดยตรงต่ออุณหภูมิโลก เนื่องจากมีเทน เป็น ก๊าซเรือนกระจกที่ ทรงพลัง กว่าคาร์บอนไดออกไซด์มากแม้ว่าจะมีอายุในชั้นบรรยากาศประมาณ 12 ปี แต่ศักยภาพในการทำให้โลกร้อน ของมีเทนนั้น มากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 72 เท่าในช่วง 20 ปี และ 25 เท่าในช่วง 100 ปี (33 เมื่อพิจารณาถึง ปฏิสัมพันธ์ ของละอองลอย ) ^{[ 55 ]}นอกจากนี้ยังมีการเสนอว่าเหตุการณ์การอุ่นขึ้นเหล่านี้เป็นสาเหตุของ^{วัฏจักร}บอนด์และ เหตุการณ์ ระหว่างยุคน้ำแข็ง แต่ละครั้ง เช่นช่วงระหว่างยุคน้ำแข็ง Dansgaard–Oeschger [ ^{56 ]}

แหล่งสะสมของมีเทนแคลทเรตส่วนใหญ่จะอยู่ในตะกอนที่ลึกเกินกว่าจะตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว^{[ 57 ]}และแบบจำลองในปี 2007 โดยArcherชี้ให้เห็นว่าแรงผลักดันของมีเทนที่ได้มาจากแหล่งสะสมเหล่านี้ควรจะยังคงเป็นส่วนประกอบเล็กน้อยของปรากฏการณ์เรือนกระจกโดย รวม ^{[ 58 ]} แหล่งสะสมแคลทเรตจะไม่เสถียรจากส่วนที่ลึกที่สุดของโซนความเสถียรซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ลึกหลายร้อยเมตรใต้พื้นทะเล การเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของอุณหภูมิของทะเลจะทำให้อุณหภูมิอบอุ่นขึ้นในที่สุด และทำให้แคลทเรตที่ตื้นที่สุดและอยู่บริเวณขอบเริ่มสลายตัว แต่โดยทั่วไปแล้วจะต้องใช้เวลาประมาณหนึ่งพันปีหรือมากกว่านั้นกว่าที่การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะส่งผลไปถึงพื้นทะเลได้ไกลขนาดนั้น^{[ 58 ]}นอกจากนี้ การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับ แหล่งสะสม ในละติจูดกลางในมหาสมุทรแอตแลนติกและแปซิฟิกพบว่ามีเทนที่ปล่อยออกมาจากพื้นทะเล ไม่ว่าจะมาจากแหล่งใดก็ตาม จะไม่สามารถขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศได้เมื่อความลึกเกิน 430 เมตร (1,411 ฟุต) ในขณะที่ลักษณะทางธรณีวิทยาของพื้นที่ทำให้ไฮเดรตไม่สามารถมีอยู่ได้ที่ความลึกน้อยกว่า 550 เมตร (1,804 ฟุต) ^{[ 59 ] [ 60 ]}

อย่างไรก็ตาม แหล่งสะสมมีเทนแคลทเรตบางแห่งในอาร์กติกนั้นตื้นกว่าที่อื่นมาก ซึ่งอาจทำให้มีความเสี่ยงต่อภาวะโลกร้อนมากขึ้น แหล่งสะสมก๊าซที่ถูกกักไว้บนลาดทวีปนอกชายฝั่งแคนาดาในทะเลโบฟอร์ตซึ่งตั้งอยู่ในพื้นที่เนินเขารูปกรวยขนาดเล็กบนพื้นมหาสมุทร อยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลเพียง 290 เมตร (951 ฟุต) และถือเป็นแหล่งสะสมมีเทนไฮเดรตที่ตื้นที่สุดเท่าที่รู้จัก^{[ 61 ]}อย่างไรก็ตาม ชั้นหินทวีปอาร์กติกไซบีเรียตะวันออกมีความลึกเฉลี่ย 45 เมตร และสันนิษฐานว่าใต้พื้นทะเลซึ่งถูกปิดผนึกด้วยชั้นดินเยือกแข็งใต้ทะเล เป็นแหล่งสะสมไฮเดรต^{[ 62 ] [ 63 ]}ซึ่งหมายความว่าเมื่อภาวะโลกร้อนเกิดขึ้น อาจทำให้ ลักษณะคล้าย ทาลิกหรือปิงโกภายในชั้นหินทวีป กลายเป็นเส้นทางการเคลื่อนย้ายก๊าซสำหรับมีเทนที่เคยถูกแช่แข็ง และมีการให้ความสนใจกับความเป็นไปได้นี้เป็นอย่างมาก^{[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]} Shakhova et al. (2008) ประมาณการว่าคาร์บอนไม่น้อยกว่า 1,400 กิกะตันถูกกักเก็บไว้ในรูปของมีเทนและมีเทนไฮเดรตภายใต้ชั้นดินเยือกแข็งใต้ทะเลอาร์กติก และ 5–10% ของพื้นที่นั้นมีความเสี่ยงที่จะถูกเจาะโดยชั้นดินเยือกแข็งที่เปิดอยู่ บทความของพวกเขาในตอนแรกมีข้อความว่า "การปล่อยไฮเดรตที่คาดการณ์ไว้มากถึง 50 กิกะตันนั้นมีความเป็นไปได้สูงที่จะถูกปล่อยออกมาอย่างฉับพลันได้ทุกเมื่อ" การปล่อยในระดับนี้จะเพิ่มปริมาณมีเทนในชั้นบรรยากาศของโลกเป็นสองเท่า^{[ 67 ] [ 68 ]}ซึ่งเทียบเท่ากับปรากฏการณ์เรือนกระจกที่ระดับ CO ₂ ในปี 2008 เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

นี่คือสิ่งที่นำไปสู่สมมติฐานปืนแคลทเรตดั้งเดิม และในปี 2551 ระบบห้องปฏิบัติการแห่งชาติของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ^{[ 69 ]}และโครงการวิทยาศาสตร์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของสำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา ต่างระบุว่าการทำให้แคลทเรตไม่เสถียรในอาร์กติกเป็นหนึ่งในสี่สถานการณ์ที่ร้ายแรงที่สุดสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างฉับพลัน ซึ่งได้รับการคัดเลือกให้เป็นลำดับความสำคัญในการวิจัย USCCSP ได้เผยแพร่รายงานในช่วงปลายเดือนธันวาคม 2551 ซึ่งประเมินความรุนแรงของความเสี่ยงนี้^{[ 70 ]}การศึกษาในปี 2555 เกี่ยวกับผลกระทบของสมมติฐานดั้งเดิม โดยอิงจากแบบจำลองวัฏจักรคาร์บอน-สภาพภูมิอากาศแบบเชื่อมโยง ( GCM ) ประเมินการเพิ่มขึ้นของมีเทน 1,000 เท่า (จาก <1 เป็น 1,000 ppmv) ภายในพัลส์เดียว จากมีเทนไฮเดรต (โดยอิงจากการประมาณปริมาณคาร์บอนสำหรับ PETM ซึ่งมี ~2,000 GtC) และสรุปว่าจะทำให้อุณหภูมิในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นมากกว่า 6 °C ภายใน 80 ปี นอกจากนี้ คาร์บอนที่สะสมอยู่ในชีวมณฑลบนบกจะลดลงน้อยกว่า 25% ซึ่งบ่งชี้ถึงสถานการณ์วิกฤตสำหรับระบบนิเวศและการเกษตร โดยเฉพาะในเขตร้อน^{[ 71 ]}การประเมินวรรณกรรมอีกครั้งในปี 2012 ระบุว่ามีเทนไฮเดรตบนไหล่ทวีปของทะเลอาร์กติกตะวันออกเป็นตัวกระตุ้นที่เป็นไปได้^{[ 72 ]}

นอกจากนี้ยังมีการพิจารณาถึงความเสี่ยงที่กิจกรรมแผ่นดินไหวอาจเป็นสาเหตุของการปล่อยก๊าซมีเทนจำนวนมาก ในปี 2012 การสังเกตการณ์ แผ่นดินไหวที่ทำให้ไฮเดรตมีเทนไม่เสถียรตามแนวลาดทวีปทางตะวันออกของสหรัฐอเมริกา หลังจากการไหลของกระแสน้ำอุ่นในมหาสมุทร บ่งชี้ว่าดินถล่มใต้น้ำอาจปล่อยก๊าซมีเทนออกมา ปริมาณไฮเดรตมีเทนที่ประเมินไว้ในบริเวณลาดนี้อยู่ที่ 2.5 กิกะตัน (ประมาณ 0.2% ของปริมาณที่จำเป็นในการก่อให้เกิดเหตุการณ์PETM ) และยังไม่ชัดเจนว่าก๊าซมีเทนจะสามารถขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศได้หรือไม่ อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนงานวิจัยเตือนว่า "ไม่น่าเป็นไปได้ที่ชายฝั่งตะวันตกของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือจะเป็นเพียงพื้นที่เดียวที่ประสบกับการเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำในมหาสมุทร ดังนั้นการประมาณการของเราที่ 2.5 กิกะตันของไฮเดรตมีเทนที่ไม่เสถียร อาจเป็นเพียงเศษเสี้ยวของไฮเดรตมีเทนที่กำลังไม่เสถียรทั่วโลกในปัจจุบัน" ^{[ 73 ]}บิล แม็กไกวร์กล่าวว่า "อาจมีภัยคุกคามจากดินถล่มใต้น้ำบริเวณขอบของกรีนแลนด์ซึ่งยังไม่ได้รับการสำรวจอย่างดี กรีนแลนด์กำลังยกตัวขึ้น ทำให้ความดันบนเปลือกโลกด้านล่างและบนมีเทนไฮเดรตใต้น้ำในตะกอนรอบขอบลดลง และกิจกรรมแผ่นดินไหวที่เพิ่มขึ้นอาจปรากฏให้เห็นภายในไม่กี่ทศวรรษ เนื่องจากรอยเลื่อนที่ใช้งานอยู่ใต้แผ่นน้ำแข็งถูกคลายออก สิ่งนี้อาจเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหวหรือการทำให้มีเทนไฮเดรตไม่เสถียรของตะกอนใต้น้ำ นำไปสู่การก่อตัวของดินถล่มใต้น้ำ และอาจเกิดสึนามิในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ" ^{[ 74 ]}

งานวิจัยที่ดำเนินการในปี 2551 ในเขตอาร์กติกของไซบีเรียแสดงให้เห็นการปล่อยก๊าซมีเทนในระดับหลายล้านตันต่อปี ซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างมากจากประมาณการก่อนหน้านี้ที่ 0.5 ล้านตันต่อปี^{[ 76 ]} เห็นได้ชัดว่าผ่านรูพรุนในชั้นดินเยือกแข็งใต้ทะเล^{[ 66 ]}โดยมีความเข้มข้นในบางพื้นที่สูงถึง 100 เท่าของระดับปกติ^{[ 77 ] [ 78 ]}ตรวจพบก๊าซมีเทนส่วนเกินในจุดร้อนเฉพาะที่บริเวณปากแม่น้ำเลนาและชายแดนระหว่างทะเลลาปเตฟและทะเลไซบีเรียตะวันออกในขณะนั้น เชื่อว่าการละลายบางส่วนเป็นผลมาจากความร้อนทางธรณีวิทยา แต่เชื่อว่าการละลายส่วนใหญ่เกิดจากปริมาณน้ำละลายที่เพิ่มขึ้นอย่างมากที่ถูกระบายออกจากแม่น้ำไซบีเรียที่ไหลไปทางเหนือ^{[ 79 ]}

ในปี 2013 ทีมวิจัยเดียวกันนี้ได้ใช้การสังเกตการณ์ด้วยโซนาร์หลายครั้งเพื่อหาปริมาณความหนาแน่นของฟองอากาศที่พุ่งออกมาจากชั้นดินเยือกแข็งใต้ทะเลลงสู่มหาสมุทร (กระบวนการที่เรียกว่า ebullition) และพบว่ามีการปล่อยก๊าซมีเทน 100–630 มิลลิกรัมต่อตารางเมตรต่อวันตามแนวไหล่ทวีปอาร์กติกไซบีเรียตะวันออก (ESAS) ลงสู่มวลน้ำ นอกจากนี้พวกเขายังพบว่าในช่วงพายุ เมื่อลมเร่งการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างอากาศและทะเล ระดับก๊าซมีเทนในมวลน้ำจะลดลงอย่างมาก การสังเกตการณ์ชี้ให้เห็นว่าการปล่อยก๊าซมีเทนจากชั้นดินเยือกแข็งใต้ทะเลจะดำเนินไปอย่างช้าๆ ไม่ใช่เกิดขึ้นอย่างฉับพลัน อย่างไรก็ตาม พายุไซโคลนอาร์กติกที่ได้รับเชื้อเพลิงจากภาวะโลกร้อนและการสะสมของก๊าซเรือนกระจกในบรรยากาศที่เพิ่มมากขึ้น อาจส่งผลให้มีการปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งนี้เร็วขึ้น โดยรวมแล้ว การประมาณการที่ปรับปรุงใหม่ของพวกเขามีจำนวนถึง 17 ล้านตันต่อปี^{[ 80 ]}

อย่างไรก็ตาม ผลการค้นพบเหล่านี้ถูกตั้งคำถามในไม่ช้า เนื่องจากอัตราการปล่อยประจำปีนี้หมายความว่า ESAS เพียงอย่างเดียวจะคิดเป็นสัดส่วนระหว่าง 28% ถึง 75% ของการปล่อยก๊าซมีเทนในอาร์กติกที่สังเกตได้ ซึ่งขัดแย้งกับการศึกษาอื่นๆ อีกมากมาย ในเดือนมกราคม 2020 พบว่าอัตราที่ก๊าซมีเทนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศหลังจากที่ถูกปล่อยจากแหล่งสะสมบนไหล่ทวีปลงสู่มวลน้ำนั้นถูกประเมินค่าสูงเกินไป และการสังเกตการไหลของก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศที่ได้จากการล่องเรือหลายลำในอาร์กติกกลับบ่งชี้ว่ามีการปล่อยก๊าซมีเทนจาก ESAS เพียงประมาณ 3.02 ล้านตันต่อปีเท่านั้น^{[ 81 ]}การศึกษาแบบจำลองที่ตีพิมพ์ในปี 2020 ชี้ให้เห็นว่าภายใต้สภาวะปัจจุบัน การปล่อยก๊าซมีเทนประจำปีจาก ESAS อาจต่ำเพียง 1,000 ตัน โดย 2.6 – 4.5 ล้านตันแสดงถึงศักยภาพสูงสุดของการปล่อยก๊าซแบบปั่นป่วนจากไหล่ทวีป^{[ 75 ]}

Hong et al. (2017) ศึกษาการรั่วไหลของมีเทนในทะเลอาร์กติกตื้นที่ทะเลบาเรนท์ใกล้กับสฟาลบาร์ดอุณหภูมิที่พื้นทะเลผันผวนตามฤดูกาลในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา ระหว่าง −1.8 °C (28.8 °F) และ 4.8 °C (40.6 °F) ซึ่งส่งผลต่อการปล่อยมีเทนที่ระดับความลึกประมาณ 1.6 เมตรที่ส่วนติดต่อระหว่างตะกอนกับน้ำเท่านั้น ไฮเดรตสามารถคงตัวได้ตลอด 60 เมตรบนสุดของตะกอน และการปล่อยที่สังเกตได้ในปัจจุบันมีต้นกำเนิดมาจากใต้พื้นทะเลที่ลึกกว่า พวกเขาสรุปว่าการไหลของมีเทนที่เพิ่มขึ้นเริ่มขึ้นเมื่อหลายร้อยถึงหลายพันปีก่อน โดยตั้งข้อสังเกตเกี่ยวกับเรื่องนี้ว่า "...การระบายอากาศเป็นระยะๆ ของแหล่งกักเก็บลึกมากกว่าการสลายตัวของก๊าซไฮเดรตที่เกิดจากความร้อน" ^{[ 82 ]}โดยสรุปงานวิจัยของเขา Hong กล่าวว่า:

ผลการศึกษาของเราบ่งชี้ว่าการรั่วไหลอย่างมหาศาลที่พบในบริเวณนี้เป็นผลมาจากสภาวะธรรมชาติของระบบ การทำความเข้าใจว่าก๊าซมีเทนมีปฏิสัมพันธ์กับกระบวนการทางธรณีวิทยา เคมี และชีวภาพที่สำคัญอื่นๆ ในระบบโลกอย่างไรนั้นเป็นสิ่งจำเป็นและควรเป็นจุดเน้นของชุมชนวิทยาศาสตร์ของเรา^{[ 83 ]}

งานวิจัยของ Wallmann et al. (2018) สรุปว่าการสลายตัวของไฮเดรตที่สฟาลบาร์ดเมื่อ 8,000 ปีก่อนเกิดจากการยกตัวของไอโซสแตติก (การยกตัวของทวีปหลังจากการละลายของธารน้ำแข็ง ) ส่งผลให้ระดับน้ำตื้นขึ้นเนื่องจากแรงดันไฮโดรสแตติกน้อยลง โดยไม่มีภาวะโลกร้อนเพิ่มขึ้น งานวิจัยยังพบว่าตะกอนในปัจจุบันที่บริเวณนั้นไม่เสถียรที่ระดับความลึกประมาณ 400 เมตร เนื่องจากอุณหภูมิของน้ำด้านล่างสูงขึ้นตามฤดูกาล และยังไม่ชัดเจนว่าเป็นผลมาจากความแปรปรวนตามธรรมชาติหรือภาวะโลกร้อนที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์^{[ 84 ]}นอกจากนี้ บทความอีกฉบับที่ตีพิมพ์ในปี 2017 พบว่ามีเทนที่ปล่อยออกมาจากการสลายตัวของก๊าซไฮเดรตที่สฟาลบาร์ดเพียง 0.07% เท่านั้นที่ไปถึงชั้นบรรยากาศ และมักจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อความเร็วลมต่ำเท่านั้น^{[ 85 ]}ในปี 2020 การศึกษาครั้งต่อมาได้ยืนยันว่ามีเทนจากแหล่งรั่วไหลของสฟาลบาร์ดเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่ไปถึงชั้นบรรยากาศ และความเร็วลมมีอิทธิพลต่ออัตราการปล่อยมากกว่าความเข้มข้นของมีเทนที่ละลายอยู่ในบริเวณนั้น^{[ 86 ]}

สุดท้ายนี้ บทความที่ตีพิมพ์ในปี 2017 ระบุว่าการปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำซึมอย่างน้อยหนึ่งแห่งที่สฟาลบาร์ดได้รับการชดเชยมากกว่าด้วยการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นเนื่องจาก กิจกรรมของ แพลงก์ตอนพืช ที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ในน้ำที่มีสารอาหารสูงนี้ ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่แพลงก์ตอนพืชดูดซับในแต่ละวันมีมากกว่าปริมาณมีเทนที่ปล่อยออกมาถึง 1,900 เท่า และแรงผลักดันการแผ่รังสีเชิง ลบ (เช่น การทำให้เย็นลงทางอ้อม) จากการดูด _ซับ CO2 มีมากกว่าความร้อนที่เกิดจากการปล่อยมีเทนถึง 251 เท่า^{[ 87 ]}

เนื่องจากมีเทนแคลทเรตมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงกว่าก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) (−20 °C เทียบกับ −162 °C) จึงมีความสนใจในการเปลี่ยนก๊าซธรรมชาติให้เป็นแคลทเรต (ก๊าซธรรมชาติแข็งตัว หรือ SNG) แทนที่จะทำให้เป็นของเหลวเมื่อขนส่งทางเรือข้อดีที่สำคัญคือ การผลิตก๊าซธรรมชาติไฮเดรต (NGH) จากก๊าซธรรมชาติที่ท่าเรือจะต้องการโรงงานทำความเย็นขนาดเล็กกว่าและใช้พลังงานน้อยกว่า LNG อย่างไรก็ตาม สำหรับการขนส่งมีเทน 100 ตัน จะต้องขนส่งมีเทนไฮเดรต 750 ตัน ซึ่งจะต้องใช้เรือที่มีขนาดใหญ่กว่าถึง 7.5 เท่า หรือต้องใช้เรือหลายลำ จึงไม่น่าจะคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ เมื่อเร็วๆ นี้ มีเทนไฮเดรตได้รับความสนใจอย่างมากสำหรับการจัดเก็บแบบอยู่กับที่ขนาดใหญ่ เนื่องจากสภาวะการจัดเก็บที่อ่อนโยนมาก โดยมีเตตระไฮโดรฟิวแรน (THF) เป็นสารร่วม^{[ 93 ] [ 94 ]} แม้ว่า การรวมเตตระไฮโดรฟิวแรนจะทำให้ความสามารถในการกักเก็บก๊าซลดลงเล็กน้อย แต่ไฮเดรตก็ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีเสถียรภาพเป็นเวลาหลายเดือนในงานวิจัยล่าสุดที่อุณหภูมิ −2 °C และความดันบรรยากาศ^{[ 95 ]}งานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่า SNG สามารถก่อตัวได้โดยตรงจากน้ำทะเลแทนที่จะใช้น้ำบริสุทธิ์ร่วมกับ THF ^{[ 96 ]}

• การพัฒนาพลังงานในอนาคต
• ผลกระทบระยะยาวของภาวะโลกร้อน
• ฝูง (นวนิยายของ Schätzing)
• แหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซที่ไม่ธรรมดา

• มีแหล่งสะสมของมีเทนอยู่ใต้ทะเลหรือไม่? ภาวะโลกร้อนจะปล่อยมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศหรือไม่? (เก็บถาวรเมื่อ 30 เมษายน 2551 ที่Wayback Machine (2007))
• ก๊าซมีเทนรั่วไหลจากก้นทะเลอาร์กติก (บีบีซี)
• ฟองอากาศที่บ่งบอกถึงภาวะโลกร้อนใต้ผืนน้ำแข็ง (LA Times 2009)
• เครื่องคำนวณออนไลน์: เงื่อนไขการก่อตัวของไฮเดรตด้วยสมการสถานะ (EOS) ที่แตกต่างกัน

• ศูนย์วิจัยก๊าซไฮเดรตในแถบอาร์กติก สิ่งแวดล้อม และภูมิอากาศ (CAGE)
• ศูนย์วิจัยไฮเดรต
• กิจกรรมการวิจัยทางธรณีวิทยาของ USGS ร่วมกับ US Minerals Management Service - ก๊าซมีเทนไฮเดรต เก็บถาวรเมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม 2550 ที่Wayback Machine
• การผลิตพลังงานมีเทนจากแหล่งสะสมไฮเดรตโดยไม่ปล่อยคาร์บอนสุทธิ (มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย)

• ห้องปฏิบัติการก๊าซไฮเดรตของ USGS (2012)
• การระเบิดของก๊าซมีเทนในสมัยโบราณก่อให้เกิดหลุมอุกกาบาตในมหาสมุทร (2017)