Потепление климата связывают с ростом в атмосфере количества парниковых газов

Наука и жизньНаука

Опасные гидраты и где они обитают

Кандидат химических наук Максим Абаев

Пузырьки метана, выделившиеся со дна озера и вмёрзшие в лёд. Фото: Miriam Jones, USGS/Flickr.com/PD

В своё время меня очень впечатлил рассказ американского писателя Джека Лондона «Костёр». На всякий случай, если вы его не читали, не буду раскрывать сюжет. Скажу лишь, что в нём излагается история путешественника, который столкнулся с суровой природой самого севера Америки. Герой, во многом благодаря собственной беспечности, вынужден был вступить в смертельную схватку с беспощадным арктическим морозом. Природа в рассказе Лондона, написанном в 1902 году, представлена если не в качестве главного врага (как-никак герой по собственной воле полез зимой в самое сердце Юкона), то, по крайней мере, в роли «антагониста номер два».

Теплее, ещё теплее — нет, не надо

Потепление климата на планете связывают с ростом в атмосфере количества парниковых газов. Парниковыми газами называют те летучие вещества, молекулы которых хорошо поглощают инфракрасную часть спектра солнечного излучения и, как следствие, хорошо нагреваются, «прогревая» заодно атмосферу и делая климат на Земле более тёплым.

Наибольший вклад в парниковый обогрев атмосферы Земли вносит водяной пар, но напрямую влиять на его количество мы не в состоянии. А вот добавить в воздух «лишнего» углекислого газа человечеству вполне по силам. Углекислый газ (СО2) — главный парниковый газ, к которому сейчас приковано внимание. Вся наша современная цивилизация основана на том, что мы черпаем энергию, сжигая ископаемое топливо — уголь, природный газ и нефть, другими словами, углеродное топливо. Поскольку при сжигании чего-либо, содержащего углерод, образуется углекислый газ, то чем больше мы жжём угля и углеводородов, тем больше в воздухе СО2 и тем теплее климат.

Но углекислый газ — не единственный из парниковых газов. Следующий за ним по важности — обычный природный газ метан (СН4). Добыть и транспортировать его стоит большого труда и больших денег. Но разве газодобывающие компании настолько беспечны, что позволяют ценному продукту просто так улетать в воздух? Конечно нет, поэтому утечки из газопроводов сравнительно невелики.

Один из основных источников «лишнего» метана в воздухе — сельскохозяйственная деятельность. Дело в том, что существует большая группа микроорганизмов (их ещё называют метаногенами), способных синтезировать метан как продукт собственной жизнедеятельности. Например, такие микроорганизмы живут в кишечнике жвачных животных. Так что стада коров по всему миру вносят вполне ощутимый вклад в рост количества парниковых газов, хотя и не они главный источник и главная опасность «метанового» потепления.

Чтобы понять, где находится «метановая бомба» и что может привести её в действие, присмотримся повнимательнее к свойствам метана и ещё одного простого вещества — воды. При обычных условиях вода — это всем известная жидкость, а метан — газ. Можно очень-очень небольшое количество метана растворить в воде или, к примеру, заморозить пузырьки газа во льду. Без какого-то особого воздействия эти два вещества совсем «не горят желанием» ни вступать в реакции друг с другом, ни даже просто физически смешиваться. Но всё меняется, если они окажутся под относительно высоким давлением (примерно в 30 раз больше атмосферного) и при температуре близкой к 0оС. Несмотря на то, что по отдельности при таких условиях метан остаётся газом, а вода жидкостью, вместе они образуют твёрдую массу, чем-то похожую на плотный снег или рыхлый лёд. Называется такое не совсем обычное химическое соединение «гидрат метана».

Заглянем внутрь гидратной клетки

Химики часто говорят, что структура вещества определяет его свойства. В случае с гидратом метана это верно на все сто процентов. При образовании гидрата метана между молекулами метана и воды не происходит никаких химических реакций. Каждая из молекул остаётся «сама собой», зато меняется порядок организации этих молекул в пространстве. В гидрате молекулы воды образуют структуру с множеством пустот-ячеек, в которых, как в клетках, оказываются молекулы метана. Подобные структуры иначе называют «гость-хозяин». «Хозяин», как нетрудно догадаться, это вода, а «гость» — метан. На одну молекулу углеводородного «гостя» приходится примерно шесть молекул водных «хозяев».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Так почему же ночью небо тёмное? Так почему же ночью небо тёмное?

Чтобы понять, почему небо темнеет ночью, нужно понять устройство Вселенной

Наука и жизнь
План на миллиард: как уничтожить кредитные карты и устроить революцию на рынке потребительского кредитования План на миллиард: как уничтожить кредитные карты и устроить революцию на рынке потребительского кредитования

Макс Левчин смог преобразовать концепцию «покупай сейчас, а плати потом»

Forbes
Предельный Туле Предельный Туле

Край мира: где его искать

Вокруг света
Одна вокруг света: индейские легенды и национальные парки США Одна вокруг света: индейские легенды и национальные парки США

108-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Когда близнецы не похожи друг на друга Когда близнецы не похожи друг на друга

Почему одни близнецы похожи друг на друга, а другие нет?

Наука и жизнь
Миллион лет во льдах: ученые выделили самую древнюю ДНК в истории науки Миллион лет во льдах: ученые выделили самую древнюю ДНК в истории науки

Извлечение и секвенирование самого старого образца ДНК, известного науке

Популярная механика
Клио на баррикадах Клио на баррикадах

Дискуссию о преподавании истории продолжает Леонид Кацва

Дилетант
Как «БКС Мир инвестиций» помогает банкам и нефинансовым партнёрам наладить продажи инвестпродуктов Как «БКС Мир инвестиций» помогает банкам и нефинансовым партнёрам наладить продажи инвестпродуктов

Как нефинансовой компании создать свой инвестиционный продукт

Inc.
О чём поведала астролябия VP-856 и как цифровые карты помогли заглянуть в прошлое О чём поведала астролябия VP-856 и как цифровые карты помогли заглянуть в прошлое

Как ученые и путешественники делали первые карты и измеряли расстояния

Наука и жизнь
Читаем в феврале: 5 книжных новинок для любителей хорошей литературы Читаем в феврале: 5 книжных новинок для любителей хорошей литературы

Салли Руни, Алексей Поляринов и другие книжные новинки в этой подборке

Psychologies
Альянсы и союзы Альянсы и союзы

Вторая часть ответов на вопросы об альянсах союзников против нацистской Германии

Дилетант
Бизнес зажег искру в науке. Как новая лаборатория нобелевского лауреата может изменить подход к научным исследованиям в России Бизнес зажег искру в науке. Как новая лаборатория нобелевского лауреата может изменить подход к научным исследованиям в России

Как в России собираются пробудить интерес бизнеса к научным исследованиям

СНОБ
Больше не лезет Больше не лезет

Как вновь ощутить вкус к жизни?

GQ
Новая этика или новый тоталитаризм? Куда делась свобода слова в интернете Новая этика или новый тоталитаризм? Куда делась свобода слова в интернете

Почему рано или поздно нам всем придется привыкнуть к новой цифровой реальности

Esquire
Микробы от похмелья Микробы от похмелья

Бактерии, которые способны утилизировать алкогольный токсин в кишечнике

Популярная механика
Львы, слоны и зазеркалье: самые красивые книги на фестивале нидерландской литературы Львы, слоны и зазеркалье: самые красивые книги на фестивале нидерландской литературы

Самые красочные и необычные детские книги от нидерландских писателей

Seasons of life
Стремитесь к прогрессу, а не к совершенству Стремитесь к прогрессу, а не к совершенству

Процесс не менее важен, чем результат, и вот почему

Psychologies
Чисто английский обед Чисто английский обед

Несколько примечательных рецептов из произведений Дороти Л. Сэйерс

СНОБ
Выход из тупика: почему Голливуд все время снимает новые франшизы по старым блокбастерам Выход из тупика: почему Голливуд все время снимает новые франшизы по старым блокбастерам

Продолжения и ремейки успешных картин становятся основной стратегией киностудий

Forbes
Крупным планом: выясняем, за что любить, а за что ненавидеть новую Lada Niva Travel Крупным планом: выясняем, за что любить, а за что ненавидеть новую Lada Niva Travel

Теперь вместо “Шнивы” у нас Lada Niva Travel: уже не пирожок, но все еще Niva

Популярная механика
«Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов» «Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов»

Отрывок из книги Пола Нёрса «Что такое жизнь?»

N+1
10 фильмов о любви, которые заменят поход к семейному психологу 10 фильмов о любви, которые заменят поход к семейному психологу

10 фильмов, которые стоит посмотреть вдвоем

Cosmopolitan
«Кто-нибудь видел мою девчонку?» – главный скандал «Кинотавра» – выходит в прокат «Кто-нибудь видел мою девчонку?» – главный скандал «Кинотавра» – выходит в прокат

Фильм по книге Карины Добротворской о муже-кинокритике

GQ
Любовь живет четыре года Любовь живет четыре года

Анн-Софи Пайере раз в четыре года меняет жилье и с нуля создает новый интерьер

AD
Как распознать ложь по языку тела Как распознать ложь по языку тела

Как поймать лжеца с поличным

Psychologies
Как отличить натуральный мех от искусственного — отвечает эксперт Как отличить натуральный мех от искусственного — отвечает эксперт

Эксперт: как отличить качественный натуральный и искусственный мех от подделки

Cosmopolitan
Помогать другим – норма Помогать другим – норма

Почему люди участвуют в благотворительности?

Домашний Очаг
Трещина в мироздании: правдивая история путешествия тибетского ламы в Страну Бессмертия Трещина в мироздании: правдивая история путешествия тибетского ламы в Страну Бессмертия

История жизни Тулшука Лингпы, который отправился на поиски страны бессмертия

Forbes
Как правильно медитировать дома: 13 советов для начинающих дзэнщиков (ом-м-м) Как правильно медитировать дома: 13 советов для начинающих дзэнщиков (ом-м-м)

Подборка советов для желающих начать медитировать

Playboy
Айсберг, потопивший «Титаник», и еще четыре знаменитые цветные ретрофотографии Айсберг, потопивший «Титаник», и еще четыре знаменитые цветные ретрофотографии

Снимки, которые ты, возможно, видел раньше, но не знал их истории

Maxim
Открыть в приложении