Natural hydrogen generation potential of the serpentinized ultramafic rocks of the Biga Peninsula (NW Anatolia-Türkiye): petrographic controls, reaction pathways, and initial quantitative estimates

Scientific Reports volume 16, Article number: 26941 (2026) 

Natural hydrogen (H2), increasingly referred to as geologic or white hydrogen, has lately attracted considerable interest as a clean and potentially renewable energy resource produced through various subsurface geochemical processes. This study presents the first quantitative evaluation of the natural H2 generation potential of the Biga Peninsula (NW Anatolia, Türkiye) and identifies it as a prospective target warranting systematic exploration-phase investigation, focusing on the Denizgören and Tozlu metaophiolitic units. Two independent estimation methods are applied and reconciled: (1) an empirical yield approach calibrated from laboratory serpentinization experiments (Method 1), and (2) a stoichiometric iron-content method derived from bulk FeO data for supra-subduction zone (SSZ) harzburgites (Method 2). The reconciled best estimate for the highly serpentinized, harzburgite-dominated Denizgören metaophiolite is approximately 267 Mt H2, with a combined total of ~ 269 Mt H2 when the higher-grade Tozlu metaophiolite is included. Applying a conservative 5% recovery factor, which is borrowed from petroleum practice and not yet calibrated for H2 systems, yields approximately 13.5 Mt of potentially recoverable H2. These figures should be interpreted as a theoretical upper limit of generation potential rather than a definitive resource estimate, because they rely on literature FeO values for SSZ harzburgite in the absence of measured XRF data, and because no impermeable seal or buried trap geometry has yet been documented over the unit; a one-at-a-time sensitivity analysis indicates that the rock volume, reaction efficiency, and bulk FeO are the dominant uncertainties, jointly capable of moving the best estimate by approximately a factor of 2.5–3 in either direction. Comparison with globally productive ophiolitic H2 systems such as the Oman Ophiolite, the Bulqizë Massif (Albania), and the Zambales Ophiolite (Philippines) supports the classification of the Biga Peninsula as a prospective target for natural H2 exploration in Türkiye. Acquisition of field gas measurements, XRF whole-rock geochemistry, and structural permeability data are identified as the highest-priority further studies.


KAYNAK

 https://www.nature.com/articles/s41598-026-53308-7?utm_source=chatgpt.com



Tunç, İ.O. (2026). Natural hydrogen generation potential of the serpentinized ultramafic rocks of the Biga Peninsula (NW Anatolia-Türkiye): petrographic controls, reaction pathways, and initial quantitative estimates. Scientific Reports, 16, 26941.

DOI: 10.1038/s41598-026-53308-7



Çalışmanın en önemli sonucu

Tunç, Biga Yarımadası'ndaki özellikle Denizgören ve Tozlu metaofiyolitlerini doğal hidrojen açısından değerlendirmiş ve Denizgören metaofiyolitini esas hedef alanı olarak ortaya koymuş.

Özellikle:

  • Denizgören birimi harzburjit ağırlıklı.
  • Serpantinleşme derecesi yaklaşık %70–90.
  • Olivin kalıntıları, antigorite, krizotil ve piroksenlerin serpantinleşme ürünleri bulunuyor.
  • Bu mineralojik özellikler, Fe²⁺ → Fe³⁺ oksidasyonu sırasında suyun H₂'ye indirgenmesi mekanizmasıyla uyumlu.
  • Çalışmada olivin serpantinleşmesinin toplam H₂ üretiminin yaklaşık %80'ini, ortopiroksen hidratasyonunun ise yaklaşık %18'ini sağlayabileceği hesaplanmış.

Nicel sonuç gerçekten dikkat çekici

İki farklı hesaplama yöntemi kullanılmış:

DeğerlendirmeH₂ üretim potansiyeli
Denizgören – en iyi tahmin~267–288 Mt H₂
Tozlu dahil toplam~269 Mt H₂
Denizgören olası aralık~74–571 Mt H₂
%5 varsayımsal geri kazanım~13,5 Mt H₂

Ancak burada çok önemli bir uyarı var: 269 Mt H₂ bir rezerv değildir. Bu, mevcut jeolojik ve jeokimyasal varsayımlarla hesaplanan teorik üretim potansiyelidir. Henüz sahada H₂ ölçümleri, doğrulanmış bir rezervuar ve örtü kaya/trap sistemi ortaya konmuş değil.

Çalışmanın en önemli tarafı

Sizin daha önce üzerinde durduğunuz serpantinleşmiş ultramafikler, faylar/kayma yüzeyleri ve cevherleşme ilişkileri açısından bu makale ayrıca önemli.

Çünkü doğal H₂ sistemi için kabaca:

Ultramafik kaya → serpantinleşme → Fe oksidasyonu → H₂ üretimi → fay/fraktür → göç → rezervuar → örtü/trap

şeklinde bir "doğal hidrojen petrol sistemi" kurulabiliyor.

Tunç da özellikle Denizgören metaofiyolitindeki yüksek açılı tektonik kontakları ve fay kontrollü dilimlenmeyi, H₂'nin derinden yüzeye taşınabileceği potansiyel yollar olarak değerlendiriyor.

Biga için bundan sonraki en önemli çalışmalar

Makalenin önerileri de oldukça net:

  1. Toprak gazında H₂ ölçümleri
  2. Fay ve tektonik zonlarda H₂/He/CH₄ ölçümleri
  3. Yeraltı suyu ve kaynaklarda çözünmüş gaz analizleri
  4. Serpantinitlerde XRF – özellikle FeO/Fe₂O₃
  5. Mineralojik analiz – olivin, antigorite, manyetit vb.
  6. Yapısal geçirgenlik ve fay zonlarının haritalanması
  7. Jeofizik yöntemlerle derindeki ultramafik kütlelerin geometrisinin belirlenmesi
  8. Son aşamada H₂ anomalilerinin sondajlarla test edilmesi

Makale özellikle XRF bütün kayaç kimyası + saha gaz ölçümleri + yapısal geçirgenlik çalışmalarını en yüksek öncelikli araştırmalar olarak belirtiyor.

Bence burada çok ilginç bir çalışma alanı ortaya çıkıyor: Biga Yarımadası için “Doğal Hidrojen Arama Potansiyel Modeli (DHAPM)” oluşturabiliriz. Bunu sizin daha önce geliştirdiğimiz Kömür Arama Potansiyel Modeli (KAPM) yaklaşımına benzer şekilde; jeoloji + serpantinleşme derecesi + FeO + faylar + alterasyon + H₂ jeokimyası + jeofizik + olası rezervuar/örtü katmanlarından oluşturabiliriz.

Yorumlar

Yorum Gönder

Bu blogdaki popüler yayınlar

Geological Methods in Mineral Exploration and Mining / Roger Marjoribanks

Resim
Geological Methods in Mineral Exploration and Mining Roger Marjoribanks Second Edition This book is written as a practical field manual to be used by geologists engaged in mineral exploration. It is also hoped that it will serve as a text and reference for students in Applied Geology courses of universities and colleges. The book aims to outline some of the practical skills that turn the graduate geologist into an explorationist. It is intended as a practical “how to” book, rather than as a text on geological or ore deposit theory. YAYINA ULAŞMAK İÇİN: (1) https://link.springer.com/content/pdf/bfm:978-3-540-74375-0/1?pdf=chapter%20toc
Devamı

Baz metal yataklarının uzaktan algılama ile belirlenmesine bir örnek: Hakkari güneyi…

Resim
Baz metal yataklarının uzaktan algılama ile belirlenmesine bir örnek: Hakkari güneyi… H. A. Baran Ülkemizin önemli metalojenik kuşaklarından birinde yer alan bölge baz metaller açısından potansiyeli yüksek alanlar arasında yer almaktadır. İnceleme alanı ve çevresinde hali hazırda keşfedilmiş ve/veya işletilen 20 adet maden yatağı mevcuttur. Bunlardan 5 tanesi endüstriyel hammadde ocağı (mermer), 15 tanesi (10 Pb-Zn, 2 Cu, 3 Cr) ise metalik maden yataklarıdır. Uzaktan algılama ile maden aramada yaygın olarak kullanılan tekniklerden birisi de alterasyon tespitidir. Çalışma alanındaki madenler uzaktan algılama çalışmalarında yüksek başarı oranı ile tespit edilebilen demir veya demirli mineral içermektedir. Landsat 8 uydu görüntüsü üzerinde uzaktan algılama teknikleri (band oranlaması, kontrast germesi, renkli kompozit görüntü oluşturma) kullanılarak Hakkâri’de hali hazırda mevcut veya işletilen maden yataklarının konumları başarılı bir şekilde belirlenerek, 2 yeni potansiyel sahanın tesp...
Devamı

Çatalçam (Soma-Manisa) Au-Pb-Zn-Cu cevherleşmesinin jeolojik, mineralojikpetrografik ve sıvı kapanım özellikleri

Resim
Çatalçam (Soma-Manisa) Au-Pb-Zn-Cu cevherleşmesinin jeolojik, mineralojikpetrografik ve sıvı kapanım özellikleri Ramazan SARI, Şahset KÜÇÜKEFE, Gülcan BOZKAYA, Ömer BOZKAYA, Fatih BADEMLER, Zehra DEVECİ ARAL, Elif Dilek BAYRAKÇIOĞLU, Cahit DÖNMEZ ve Serkan ÖZKÜMÜŞ İnceleme alanı, Biga yarımadasının güneydoğusunda yer almaktadır. Arazide, sondaj ve laboratuvar çalışmalarıyla bölgede daha önce tanımlanmamış, Alt Miyosen ve öncesi birimleri kesen ve Au, Pb, Zn ve Cu anomalileri içeren diyorit porfir sokulumunun varlığı belirlenmiştir. Porfiri kütle ve sokulduğu çevre kayalar içinde birbirini kesen ve/veya iç içe geçmiş potasik, piropilitik, fillik ve arjilik alterasyon zonları gelişmiştir. Diyorit porfir ve yan kayada nabit altın, gümüş, pirit, kalkopirit, sfalerit ve galen içeren damar-damarcıklar gelişmiştir. Damar-damarcıklar derinlerde ondülasyonlu kuvars, orta ve üst seviyelerde masif kuvars, kalsit, dolomit ve barit dolguludur. Sfalerit, kuvars ve baritlerde yapılan sıvı kapanı...
Devamı

ALACAKAYA (ELAZIĞ) MERMERİNDE GULEMAN OFİYOLİTİNİN MUCİZESİ

Resim
Elazığ ili Alacakaya (Guleman) ilçesinde bulunan ve “Elazığ Vişnesi” olarak adlandırılan mermerin ünü ülkemiz sınırlarını aşmıştır. Literatürde “Rosso Levanto” olarak bilinen volkano sedimanter tektonik breş bölgede mermer olarak üretilmektedir. 1980’li yıllarda başlayan bir serüvenin ürünü olan Rosso Levanto günümüzde dünyanın en önemli yapılarında karşımıza çıkmaktadır. Elazığ vişnesi olarak bilinen breşik mermerler, Alp-Himalaya Orojenezine bağlı olarak oluşan ve Hatay, Adana, Elazığ, Ağrı doğrultusunda uzanıp İran’da son bulan kuşak içerisinde yer almaktadır. En iyi breşik mermerlerin oluştuğu yer Alacakaya (Guleman, Elazığ) bölgesidir. Guleman yöresinde yüzeyleyn ultramafik-mafik kayaçlar, tektonik dilimlenmeyle parçalanmış eksik dizi bir ofiyolit topluluğu olarak tanımlanmış ve “Guleman Ofiyoliti” olarak adlanmıştır (Özkan, 1982). Guleman (Alacakaya-Elazığ) bölgesini oluşturan litolojik birimler yaşlıdan gence doğru; Paleozoyik yaşlı Bitlis Metamorfitleri, Üst Kretase yaşlı ...
Devamı

Tectonic Triggers for Postsubduction Magmatic-Hydrothermal Gold Metallogeny in the Late Cenozoic Anatolian Metallogenic Trend, Türkiye

Resim
  Tectonic Triggers for Postsubduction Magmatic-Hydrothermal Gold Metallogeny in the Late Cenozoic Anatolian Metallogenic Trend, Türkiye Fabien Rabayrol, Craig J.R. Hart, and Robert A. Creaser   The newly defined, 1,500-km-long, late Cenozoic Anatolian metallogenic trend of Turkey is the central segment of the western Tethyan metallogenic belt and formed after the closure of the southern Neotethys Ocean. Mineral deposit discoveries along this trend show that the Oligocene to Miocene igneous units are highly prospective for gold-rich porphyry- and epithermal-style mineralization (~27 Moz) but that copper endowment is poor. However, the temporal and spatial constraints on late Cenozoic gold districts and isolated prospects and their tectonic affinity are poorly known, despite recent efforts. We herein provide new U-Pb and Re-Os age data and field observations from Miocene gold prospects and deposits throughout the Anatolian trend, which we interpret together with previousl...
Devamı