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

Курултай для своих, деспотия для чужих Курултай для своих, деспотия для чужих

В Орде русские князья считались бесправными вассалами

Дилетант
Древнейший духовой инструмент из раковины протрубил впервые за 18000 лет Древнейший духовой инструмент из раковины протрубил впервые за 18000 лет

Палеолитический аналог рога изготовили и раскрасили люди мадленской культуры

N+1
Беспокойная ночь Беспокойная ночь

Как мексиканцы отмечают День мертвых

Вокруг света
Гидрофобный катализатор помог поднять селективность реакции Фишера — Тропша Гидрофобный катализатор помог поднять селективность реакции Фишера — Тропша

Вода не задерживается на катализаторе и не вызывает побочные реакции

N+1
Драма 1921 года Драма 1921 года

Страшные подробности царь-голода в Советской России 1921 года

Дилетант
10 невероятных историй из спорта, которые изменили мир 10 невероятных историй из спорта, которые изменили мир

Главное в спорте — подтверждение того, что границы возможностей человека условны

РБК
Великое нашествие Великое нашествие

Вторжение монголов обратило русских государей в деспотов ордынского типа

Дилетант
Сэкономь свои деньги! 5 бесполезных косметических процедур — мнение эксперта Сэкономь свои деньги! 5 бесполезных косметических процедур — мнение эксперта

Самые бесполезные косметические процедуры

Cosmopolitan
Магнитная. Тайны космических всплесков Магнитная. Тайны космических всплесков

Магнетары — нейтронные звезды, помогающие раскрыть загадки космоса

Наука и жизнь
Янковский, Мухаметов, Бикович: самые горячие парни российского кино Янковский, Мухаметов, Бикович: самые горячие парни российского кино

Самые привлекательные и обаятельные парни российского кино

Cosmopolitan
Сила слова Сила слова

«Искусственный интеллект нужен человеку» – сообщил нам искусственный интеллект

Популярная механика
7 подсказок для тех, кого ранит чужая критика 7 подсказок для тех, кого ранит чужая критика

Случалось ли вам слышать от окружающих, что вы на что-то остро реагируете?

Psychologies
Компьютерный мозг Компьютерный мозг

Как работают настоящие нейроморфные микросхемы

Популярная механика
Что приготовить из консервированного тунца, найденного в холодильнике: 8 крутых рецептов Что приготовить из консервированного тунца, найденного в холодильнике: 8 крутых рецептов

Что приготовить из тунца, консервированного в масле?

Playboy
Добро с кулаками Добро с кулаками

Яркий, сексуальный альфа-самец, готовый встать на защиту любимой

Вокруг света
Ботан стал мачо: как изменились звезды сериала Ботан стал мачо: как изменились звезды сериала

Как сейчас выглядят звезды «Простых истин» и чем они занимаются

Cosmopolitan
Материнский капитал Материнский капитал

Статус матери одного из самых богатых людей в мире Мэй Маск не устраивает

Robb Report
Комик Стас Старовойтов — о юморе в регионах, феминизме и алкоголе Комик Стас Старовойтов — о юморе в регионах, феминизме и алкоголе

Стендапер Стас Старовойтов — о юморе, жизни и фильме с ним

РБК
Менуэт Менуэт

Новая парода кошек, названная в честь Наполеона

Weekend
Термоядерный реактор: начало сборки Термоядерный реактор: начало сборки

Как российские ученые приняли участи в разработке реактора ИТЭР

Наука
Самые безумные и странные традиции средних веков Самые безумные и странные традиции средних веков

Средневековые традиции, которые выходили за все рамки адекватности

Популярная механика
Nikon разработала двухслойную фотоматрицу со встроенным HDR Nikon разработала двухслойную фотоматрицу со встроенным HDR

Группы пикселей в ней снимают с разной экспозицией

N+1
4 фразы, с помощью которых мы оправдываем прокрастинацию 4 фразы, с помощью которых мы оправдываем прокрастинацию

Эти слова подкрепляют нежелательное поведение и помогают откладывать дела

Psychologies
Бойцы академического фронта Бойцы академического фронта

Деятели советской науки готовились к будущей войне с конца тридцатых годов

Наука
Зачем ученые подсчитывают фекалии рыб в мировом океане Зачем ученые подсчитывают фекалии рыб в мировом океане

Рыбные фекалии полны углерода, а океан полон фекалий

Популярная механика
Сцепились языками Сцепились языками

Александр Добровинский объясняет, как в юности накопил большой словарный запас

Tatler
5 шагов к счастливой жизни по-испански 5 шагов к счастливой жизни по-испански

Что делает испанцев счастливыми и жизнерадостными?

Psychologies
Поверх барьеров Поверх барьеров

9 мостов, представляющих культурное наследие человечества

Вокруг света
Как перестать учить английский и начать на нём говорить Как перестать учить английский и начать на нём говорить

Знание английского сегодня — ключ к миру

Inc.
Почему спорить в интернете вредно и как с этим быть Почему спорить в интернете вредно и как с этим быть

Влияет ли на здоровье полемика в социальных сетях? Оказывается, да

РБК
Открыть в приложении