Гидрат метана – пылающий лед

Гидрат метана на океаническом дне

Гидрат метана – самый таинственный минерал Земли, о котором стало известно только в последние десятилетия. Этот минерал может существовать только в специфических условиях. Например, при земном атмосферном давлении и температуре не выше минус 80 градусов. Если же температура воздуха будет равна 0 градусов Цельсия, то для существования этого минерала необходимо создать высокое давление – 25 бар. Он не может находиться в жидком и газообразном состоянии, его невозможно расплавить. Гидрат метана может быть только твердым.

Что же представляет из себя этот таинственный минерал?
Гидрат метана – это лед, имеющий особую структуру в виде кластеров , внутри которых разместились молекулы метана и других соединений метанового ряда (CH4, C2H6, C3H8, изобутан, и т. п.). Вода и метан связаны между собой непрочными молекулярными связями, и при повышении температуры газ метан просто покидает кластеры и испаряется. Если нагрев происходит быстро – освобождение метана тоже происходит быстро, иногда – взрывообразно.

гидрат метана

Модель гидрата метана

Известны случаи взрывообразного отхождения метана из подтаявшей вечной мерзлоты и осадочных толщ морей. Это приводит к насыщению воды пузырьками метана и понижению её плотности. В результате корабль или подводная лодка могут затонуть. Существует предположение, что именно такое явление было причиной внезапного затопления кораблей в знаменитом Бермудском треугольнике.

При сильных землетрясениях, подвижках литосферных плит, также может происходить нагрев пород и взрывообразное высвобождение метана. Если поднять гидрат метана со дна или извлечь из вечной мерзлоты, из него сразу начнет выходить газ. Этот газ можно поджечь и увидеть удивительную картину – пылающий лед!

Где находятся гидраты метана и почему об этом удивительном соединении стало известно только во второй половине двадцатого века?
Этот минерал находится на дне океанов, на шельфе и в толщах пород океанического дна. Но только на определенной глубине, там, где тепло из недр Земли ещё не нагревает осадочные породы. Под вечной мерзлотой, опять же, до определенной глубины. На дне озера Байкал. Природные запасы этого минерала очень велики.

Гидрат метана — источник энергии, так как при его добыче можно получать природный газ в больших количествах. По подсчетам специалистов, это 160 – 180 кубических сантиметров метана из 1 куб. см льда. Так что промышленная разработка скоплений этого минерала может принести немало голубого топлива. Перспектива использования гидрата метана как источника запасов газа подтолкнула к его тщательному изучению в конце 20 и начале 21 века.

Но этот минерал также источник большой опасности для жизни на Земле. Представьте, что температура морской воды вдруг увеличилась, на дне морей и океанов начали извергаться вулканы в большом количестве. Метан сразу выделится в воду и атмосферу. Метан – парниковый газ, также, как и СО2. Парниковый эффект, создаваемый метаном, в разы больше, чем от углекислого газа. Произойдет разогрев атмосферы и океанов. Это приведет к глобальным изменениям климата на Земле, к гибели множества видов животных и растений в морях и на суше. Может быть, и к гибели человека.

Геологи считают, что нечто подобное произошло примерно 252 млн. лет назад (конец пермского геологического периода), когда на севере центральной Сибири упал большой астероид и пробил земную кору. Это привело к излиянию базальтовой лавы на значительной территории, извержению вулканов и землетрясениям на всей планете. Как следствие – поступление в атмосферу не только вулканического пепла, но и метана. В результате погибло 70 процентов видов обиталелей суши и 96% видов обитателей морей и океанов. Мир изменился… Это космическое и геологическое событие известно как «пермская катастрофа». Базальты, излившиеся после падения астероида можно увидеть на геологических картах, они носят название «сибирские траппы».

Усиление вулканической активности и выделение большого количества метана в атмосферу происходило и в позднем палеоцене, что также привело к изменениям в растительном и животном мире, гибели тысяч видов живых организмов.

Вода в солнечной системе есть не только на Земле. Гидраты метана, с большой долей вероятности, есть на планетах солнечной системы, покрытых льдом и имеющих метановую атмосферу . Это Нептун и Уран. Возможно, гидраты метана содержит лед комет.

Запись опубликована в рубрике Занимательная минералогия с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

8 комментариев: Гидрат метана – пылающий лед

  1. Элли говорит:

    Углекислый газ и сероводород тоже могут образовывать подобные гидраты с водой.

  2. Татьяна говорит:

    Интересная информация. Вот только что-то до меня плохо доходит, где это та зона, где тепло из недр Земли ещё не нагревает осадочные породы? И почему ?

    • admin говорит:

      Геотермический градиент — величина, показывающая, на сколько градусов нагреваются горные породы на каждые 100 м в глубину Земли.В среднем это 3 градуса на 100 м (от 0.5 до 20 градусов, зависит от геологического строения). То есть, если на поверхности отрицательные температуры, то до определенной глубины они тоже отрицательные, а далее идет нагрев от недр Земли. Поэтому и многолетняя (вечная) мерзлота распространяется до опрелеленной глубины. В шахтах ведь и зимой и летом практически одна температура (плюсовая).Как сейчас помню, в Кузбассе…

  3. Татьяна говорит:

    А взглянуть на это чудо очень хочется!

  4. Наталья говорит:

    Все это, конечно, очень интересно! Но в голове не укладывается, как это все человек (в глобальном смысле) мог добыть, узнать, исследовать…

    • Татьяна говорит:

      В 2003 году один из инфракрасных телескопов обнаружил на Марсе метан. Его содержание менялось от времен года. Исследователи Марса предположили, что на красной планете некогда существовала органическая жизнь.
      Но в атмосфере Марса молекул метана обнаружено не было (пробы воздуха брал марсоход). Невозможно было предположить, что все предыдущие данные о наличии метана на Марсе ошибочны. Получается, что газ, присутствующий в снеговых шапках Марса, испаряется с поверхности планеты очень быстро.

    • admin говорит:

      В 40-е годы в СССР при изучении Западной Сибири и севера группа геологов предположила, что льды вечной мерзлоты могут быть насыщены метаном. В 60-е эта версия подтвердилась, тогда же впервые изучили структуру гидрата метана. На дне морей и шельфе его нашли в восьмидесятые при глубоководных исследованиях. А на дне Байкала — совсем недавно, в последние полтора десятилетия.

  5. Gott говорит:

    Японцы провели исследования в морях вокруг своих островов. У них там этого гидрата очень много, и они рассматривают способы использования его как топлива.

Добавить комментарий