Focul Viu de la Lopătari: ce arde pe deal și cât gaz iese într-un an
Pe o coastă din Subcarpații Buzăului, gazul iese din pământ și arde — 21,9–26,9 tone de metan pe an, după două campanii de măsurători. Coboară 3.331 de metri după gaz, apoi pune flacăra lângă consumul casei tale.
Focul Viu e lângă Terca, comuna Lopătari, în județul Buzău, pe stânga văii Slănicului.
Flăcări albastre și galbene pe peticul de emanație, noaptea, cu picioarele vizitatorilor alături pentru scară. Foto: Petr Sporer, 9 august 2018. (Foto: Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)
Locul
Patru focuri ard în curbura Carpaților — la Lopătari, Răiuți, Lepșa și Andreiașu — iar cel de la Lopătari e singurul măsurat de două ori, de două echipe din același laborator, cu doi ani între campanii. Harta coboară de la cele patru focuri la peticul de pe coastă.
Curbura Carpaților
Patru focuri, un singur gaz măsurat de două ori
Cercurile arată cele patru focuri din Carpați unde s-a măsurat debitul de metan: Lopătari, Răiuți, Lepșa și Andreiașu. Punctele de lângă Pâclele arată vulcanii noroioși și sonda 2341 Berca, forajul adânc de 3.330 de metri ale cărui analize de gaz apar mai jos, la adâncime.
Coasta Breazău, 843 de metri
O coastă deasupra Slănicului, la nord-nord-est de Terca
Focul arde pe versantul vestic al culmii Breazău, pe stânga văii Slănicului, la 843 de metri altitudine după modelul de relief. Dealul e din fliș paleogen — gresii și marne cutate ale Pânzei de Tarcău — iar gazul urcă prin fisuri, nu prin hornuri de noroi.
Peticul de 120 m²
Un petic cât un apartament, din care s-au măsurat 35–38 de metri pătrați
Toată zona de emanație are circa 120 m², după dosarul geoparcului (care citează Baciu și colab. 2018). În mijlocul ei, cele două campanii au măsurat cu camera de flux câte 14 puncte pe 38 (2013), respectiv 35 (2015) de metri pătrați. În 2015, două dintre puncte au dat 5.533 și 70.570 de grame pe metru pătrat pe zi — probabil hornurile zonei.
Flăcări de circa 50 cm
Flăcări de circa jumătate de metru, niciodată la fel
Pe hornuri ard flăcări de circa 50 de centimetri înălțime. În campania din 2013, punctul cel mai tare a dat de 12,5 ori mediana — de aceea nicio vizită nu seamănă cu alta: camera de flux mutată cu un metru dă alt număr. Variația de la o zi la alta nu apare în nicio lucrare citită.
Coborârea
Sub petic nu s-a forat niciodată. Coloana arată de aceea doar ce s-a măsurat: sus, peticul de la suprafață; jos, analizele de gaz din sonda 2341 Berca — cel mai apropiat foraj adânc din același sistem de hidrocarburi, la circa 25 km spre sud-est. Între ele, hașura spune ce nu se știe.
0 metri — suprafața
Peticul, văzut de sus
La zero metri: cei circa 120 m² de emanație, cu cele 14 puncte de măsură din fiecare campanie. De aici în jos, la Lopătari nu există niciun metru forat — coloana rămâne hașurată până la ferestrele de la adâncime.
Sonda 2341 Berca
Ferestrele vin de la 25 km distanță
Sonda 2341 Berca, la circa un kilometru nord-est de rezervația Pâclele Mici, a ajuns la 3.330 de metri, străbătând Romanian, Ponțian, Meoțian și Sarmațian (Voicu 1975). Analizele ei de gaz — trei intervale — sunt singurele ferestre adânci din zonă. Stratele de la Berca nu sunt stratele de la Lopătari: de aceea coloana nu îmbracă nicio litologie.
−2.601 metri
97,9% metan la 2.601–2.618 metri
Primul interval analizat din sonda 2341: 97,9% metan, 1,5% etan. E cel mai curat gaz din cele trei ferestre. Raportul Bernard al acestui gaz — 54,4 — stă lângă cel al gazului de la Lopătari, 37,4.
−2.871 de metri
95,0% metan la 2.871–2.877 de metri
Al doilea interval: 95,0% metan, 2,7% etan, 0,66% propan. Raportul Bernard, 28,3, e cel mai apropiat de gazul focului de la Lopătari dintre toate gazele de adâncime publicate.
−3.002…−3.331 de metri
95,4% metan pe ultimii 329 de metri ai sondei
Al treilea interval unește fundul sondei, de la 3.002 la 3.331 de metri: 95,4% metan. Cu 0,8% etan și 0,14% propan, raportul Bernard urcă la 101,5 — un gaz mai uscat decât cel care arde pe deal.
Circa −3.000 de metri
Noroiul de la Pâclele se formează pe la 3.000 de metri
După Sencu 1985, formațiunea noroioasă de la Berca stă pe la 3.000 de metri adâncime, în depozite de Miocen mediu. Gazul focurilor s-a născut, după modelare, la 180–220 °C, din kerogen de tip III — o materie organică de uscat, coaptă adânc.
Gazul
Gazul care arde pe deal a fost prins în fiole și dus la cromatograf. Iată ce-a ieșit, după Frunzeti 2013, tabelul 8.4.1 — compoziția moleculară în procente:
| Substanța | Procente |
|---|---|
| Metan (C1) | 94,90 |
| Etan (C2) | 1,80 |
| Propan (C3) | 0,74 |
| Izobutan (iC4) | 0,15 |
| n-butan (nC4) | 0,28 |
| Izopentan (iC5) | 0,102 |
| n-pentan (nC5) | 0,084 |
| Hexan și mai grele (C6+) | 0,10 |
| Dioxid de carbon | 0,40 |
| Azot | 0,79 |
| Oxigen | 0,501 |
| Argon | 0,15 |
| Heliu | 0,0040 |
| Hidrogen | sub limita de detecție |
Cât de umed e gazul
Raportul Bernard — metan împărțit la etan plus propan — spune cât de uscat e un gaz: cu cât iese mai mare, cu atât gazul a pierdut mai mult din greii lui pe drum. Gazul de la Lopătari dă 37,4. Cel de la Andreiașu dă 37,9 — aproape la fel. Gazele din sonda 2341 dau între 28,3 și 101,5. Iar gazul de la Pâclele Mici dă 891,8: un gaz secătuit, fracționat de drumul prin noroi și apă.
Pe diagrama Bernard din teza lui Ionescu 2015, cele trei focuri — Andreiașu, Răiuți, Lopătari — cad la un loc, iar teza spune că ar putea fi legate de același rezervor. „Ar putea“: socoteala de aici întărește asemănarea, nu o preface în certitudine.
Amprenta izotopică
Metanul de la Lopătari poartă δ13C de −32,29‰ și δD de −144,5‰, cu etan la −26,78‰ și propan la −26,51‰. Modelarea pune formarea lui la 180–220 °C, din kerogen de tip III, cu o maturitate de 2,0–2,5% Ro după un model și 1,4–1,6% Ro după altul. Două modele, același verdict de ordin de mărime: un gaz termogenic copt adânc, nu un gaz microbian de suprafață.
Focul
Cele două campanii dau 21,9 și 26,9 tone de metan pe an. Socoteala naivă — mediana de 1.265,3 grame pe metru pătrat pe zi, înmulțită cu suprafața — dă 17,5 tone: mai puțin, fiindcă hornurile, puține și tari, duc grosul. Intervalul publicat, 21–27 de tone, e cel cinstit; benzile de mai jos îl poartă pe tot.
Ars sau near
Ars, metanul devine dioxid de carbon: 62,4–76,6 tone pe an, după compoziția întreagă a gazului. Nears, aceeași cantitate ar încălzi cât 1.807–2.219 tone de CO2e pe 20 de ani și 653 de tone și 802 tone pe 100 de ani (potențialele AR6 pentru metanul fosil: 82,5 și 29,8). Flacăra taie deci încălzirea de circa 29 de ori pe 20 de ani și de circa 10 ori pe un secol (exact 29,0 și 10,5 în calcul). Focul e răul cel mic.
Verificare independentă: factorul IPCC de 56.100 kg CO2 pe TJ, aplicat energiei gazului, dă 62,1–76,3 tone — la 0,5% de stoichiometrie. Socoteala e trecută de două ori, pe două drumuri.
De ce nu se stinge
Pentru că gazul vine mereu. Cele două campanii, la doi ani distanță, au găsit amândouă hornuri tari în același petic — 15.794 de grame pe metru pătrat pe zi în 2013, 70.570 în 2015. Flacăra poate clipi sau cădea pe vânt, dar emanația n-a fost prinsă niciodată fără gaz unde ard hornurile. Cât urcă gazul, focul are ce arde.
Casa ta
Flacăra dă 307,7–377,9 MWh pe an — 35,1–43,1 kW neîntrerupt, cât o centrală termică de apartament lăsată pornită. Alege un consum sau tastează-l pe cel din factură, iar pagina arată la câte zile arde dealul gazul casei pe un an întreg.
Flacăra: 35,1–43,1 kW neîntrerupt.
Banda vine din cele două campanii: 307,7–377,9 MWh pe an, după puterea calorifică IPCC de 48,0 MJ pe kg. Drumul de verificare — 50,0 MJ pe kg pe masa de metan — dă 304–373 MWh, la 1,2% distanță.
Consumul tastat nu pleacă nicăieri.
E sigur?
Focul Viu e monument al naturii, categoria III IUCN, în Geoparcul UNESCO Ținutul Buzăului. Pentru vizitarea lui nu s-a găsit, în sesiunea de documentare, nicio recomandare oficială separată — pagina spune atâta cât spune poziția oficială: e o arie protejată, cu regimul ei de vizitare responsabilă.
Ce spun măsurătorile, fără sfat adăugat: e o flacără deschisă pe o emanație de mare intensitate, de circa 120 m², cu hornuri unde fluxul sare de 12 ori peste medie. Cine urcă găsește un traseu nemarcat, un drum de pământ de circa 7 km de la Lopătari și o punte peste Slănic — după descrierea publică a accesului, neverificată pe teren aici.
Ziua de mers
Urcă într-o zi uscată, cu bocanci și cu timp de întors pe lumină: peticul e mic și se ratează ușor. Ia cu tine numărul de acasă — la câte zile îți arde dealul gazul pe un an — și uită-te la hornuri cu ea în minte.
Surse și metodă
- Gazul: compoziția moleculară și izotopică vin din Frunzeti 2013 (rezumatul tezei de doctorat, UBB Cluj), tabelele 8.4.1–8.4.2 — măsurători proprii, cu cromatograf Shimadzu, precizie 2%.
- Debitul: 21,9 tone pe an (Frunzeti 2013, 38 m², 14 puncte) și 26,9 tone pe an (Ionescu 2015, 35 m², 14 puncte). Socoteala naivă din mediană dă 17,5 tone; pagina poartă intervalul publicat, 21–27 de tone.
- Adâncimile: analizele din intervalele 2.601–2.618, 2.871–2.877 și 3.002–3.331 de metri vin din sonda 2341 Berca (Filipescu & Humă 1979, prin Brustur și colab. 2015); cota de 3.000 de metri, din Sencu 1985; temperatura de 180–220 °C, din Ionescu 2015.
- Clima: potențialele de încălzire 82,5 (20 de ani) și 29,8 (100 de ani) sunt ale metanului fosil din AR6, tabelul 7.15. Pe 100 de ani, tabelul include deja CO2 rezultat din oxidarea metanului.
- Energia: 48,0 MJ pe kg e puterea calorifică netă IPCC 2006 pentru gazul natural (tabelul 1.2), aplicată amestecului din emanație; verificarea pe 50,0 MJ pe kg de metan dă la 1,2% distanță.
- Altitudinea de 843 de metri e citită din modelul de relief la coordonata paginii; valoarea de circa 1.030 de metri dintr-o sursă secundară s-a dovedit legată de o coordonată rotunjită, aflată la 1,4 km de sit — nu e folosită.
- Ce nu se știe: actul național de declarare a monumentului (textul Legii 5/2000 n-a putut fi deschis în sesiune), variația sezonieră a flăcărilor și vreo recomandare oficială de vizitare separată pentru sit.
| Interval (metri) | Metan % |
|---|---|
| 2.601–2.618 | 97,9 |
| 2.871–2.877 | 95,0 |
| 3.002–3.331 | 95,4 |
Ce arată harta
Patru focuri ard în curbura Carpaților — la Lopătari, Răiuți, Lepșa și Andreiașu — iar cel de la Lopătari e singurul măsurat de două ori, de două echipe din același laborator, cu doi ani între campanii. Harta coboară de la cele patru focuri la peticul de pe coastă. Coloana e hașurată oriunde Lopătariul n-a fost forat. Adâncimile cu valori vin din sonda 2341 Berca (Filipescu & Humă 1979, prin Brustur și colab. 2015); cota de 3.000 de metri, din Sencu 1985; temperatura de formare, din Ionescu 2015.
- Focul Viu, Lopătari — 21,9–26,9 tone de metan pe an, după cele două campanii.
- Lângă Andreiașu de Jos — 38–54 de tone pe an, după cele două campanii.
- Lângă Răiuți — 8–17 tone pe an, după cele două campanii.
- Lângă Lepșa — circa 1,5 tone pe an.
- Pâclele Mari — 730 de tone pe an (Baciu și colab. 2007).
- Pâclele Mici — 383 de tone pe an (Baciu și colab. 2007).
- Sonda 2341 Berca — 3.330 de metri, analize de gaz la adâncime.
Gaz și debit
- N. Frunzeti, „Geogenic greenhouse gas emissions in the southern part of Eastern Carpathians“ — rezumatul tezei de doctorat, UBB Cluj-Napoca, 2013, coord. C. Baciu. teze.doctorat.ubbcluj.ro
- A. Ionescu, „Geogenic methane in petroliferous and geothermal areas in Romania: origin and emission to the atmosphere“, teză de doctorat, UBB Cluj-Napoca, 2015, coord. C. Baciu. teze.doctorat.ubbcluj.ro
- A. Ionescu, P. Burrato, C. Baciu, G. Etiope, B.-M. Kis, „Inventory of Onshore Hydrocarbon Seeps in Romania (HYSED-RO Database)“, Geosciences 7(2), 39, 2017. doi.org
Geologie și loc
- T. Brustur și colab., „The mud volcanoes from Berca: a significant geological patrimony site of the Buzău Land Geopark (Romania)“, Geo-Eco-Marina 21, 2015. geoecomar.ro
- M. C. Melinte-Dobrinescu și colab., „Geological investigations and mapping in the Buzău Land Geopark: state of the art“, Geo-Eco-Marina 23, 2017. geoecomar.ro
- „Buzău Land Aspiring UNESCO Global Geopark — Application Dossier (public file)“, Ținutul Buzăului. tinutulbuzaului.org
Climă și energie
- 2006 IPCC Guidelines, vol. 2, cap. 1, tabelele 1.2 (48,0 MJ/kg) și 1.4 (56.100 kg CO2/TJ). ipcc-nggip.iges.or.jp
- IPCC AR6, WG1, cap. 7, tabelul 7.15: metan fosil GWP20 82,5 / GWP100 29,8 (tabelul FfE München). ffe.de
Date și hartă
- Relief: AWS Terrain Tiles (Terrarium, pe bază SRTM). Coordonate: dosarul geoparcului și Nominatim (© contribuitorii OpenStreetMap, ODbL). Fotografii: Wikimedia Commons, licențe la fiecare imagine.
Vezi și: Vulcanii Noroioși de la Pâclele — același județ, alt mecanism: gaz cu noroi și apă, nu flacără uscată; Ambra de la Colți — aceeași Pânză de Tarcău, altă poveste din Oligocen.