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

Только без рук! Только без рук!

Невероятной популярности Венеры Милосской никак не мешает отсутствие рук

Вокруг света
Какие типы полного привода существуют и какой тебе подойдет больше всего Какие типы полного привода существуют и какой тебе подойдет больше всего

4x4 как дважды два

Maxim
Инвентаризация ценностей князя Юсупова Инвентаризация ценностей князя Юсупова

Князья Юсуповы были богатейшей семьёй России

Дилетант
Шведский роман-катастрофа, оставляющий надежду: фрагмент новой книги Микаеля Ниеми «Дамба» Шведский роман-катастрофа, оставляющий надежду: фрагмент новой книги Микаеля Ниеми «Дамба»

Роман Микаеля Ниеми «Дамба» погружает в атмосферу шведской глубинки

Esquire
Сверхкритическое состояние или умный текстиль? Сверхкритическое состояние или умный текстиль?

В Институте химии растворов им. Г. А. Крестова разрабатывают уникальный текстиль

Наука и жизнь
Блефаропластика: открываем глаза на хирургию век — фотографии до и после Блефаропластика: открываем глаза на хирургию век — фотографии до и после

Блефаропластика – операция, которая действительно может творить чудеса с глазами

Cosmopolitan
Сахаров: портрет на фоне эпохи Сахаров: портрет на фоне эпохи

Что заставило академика Сахарова вступить в противостояние с политбюро и КГБ?

Дилетант
Обычные фильмы от обычных режиссеров: Гордей Петрик о том, как в России, наконец, появилось жанровое кино Обычные фильмы от обычных режиссеров: Гордей Петрик о том, как в России, наконец, появилось жанровое кино

Нашему кино не хватает простых историй, рассказанных понятным киноязыком

СНОБ
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
Четыре устрашающие находки археологов Четыре устрашающие находки археологов

Археология — по-настоящему жуткая наука

Maxim
Путь к океану Путь к океану

Если вы хотите узнать Кению, надо проехать хотя бы полстраны

Вокруг света
Наследственные признаки Наследственные признаки

Дизайнеры отвечают на вопрос: цитировать отцов-основателей или создавать свое?

Vogue
Черногорская революция и предательство России Черногорская революция и предательство России

О вступлении в НАТО и «попытке государственного переворота» с участием россиян

Русский репортер
А ты пиши А ты пиши

Линор Горалик — о свободе творчества в мире, состоящем из ограничений

Vogue
Подписание акта о капитуляции Японии Подписание акта о капитуляции Японии

Токийский залив, борт линкора «Миссури», 2 сентября 1945 года

Дилетант
Детективные фильмы и сериалы, в которых никого не убивают Детективные фильмы и сериалы, в которых никого не убивают

Несколько детективных фильмов и сериалов, в которых не огорчают убийствами

Maxim
Моя семья и другие звери Моя семья и другие звери

История любви Николая и Татьяны Дроздовых длиной в сорок четыре года

Tatler
«Зеленый» разворот: опасна ли политика Байдена для нефтегазового бизнеса «Зеленый» разворот: опасна ли политика Байдена для нефтегазового бизнеса

Новый президент Америки провозгласил курс на «зеленую» энергетику

Forbes
Роман Должанский: По России с любовью. Сад камней. Нерехта Роман Должанский: По России с любовью. Сад камней. Нерехта

Очерк Романа Должанского о старинном городе Нерехта

СНОБ
У Москвы–реки У Москвы–реки

Современный, респектабельный интерьер московской квартиры

SALON-Interior
Почему мы можем быть такими счастливыми и самодовольными в ущерб всякой логике Почему мы можем быть такими счастливыми и самодовольными в ущерб всякой логике

Жестокая правда о механизмах психологической защиты

Maxim
От мини до гендерной нейтральности и авангарда: как эволюционировал стиль Шарлотты Рэмплинг От мини до гендерной нейтральности и авангарда: как эволюционировал стиль Шарлотты Рэмплинг

Стиль актрисы Шарлотты Рэмплинг всегда был прогрессивным для своего времени

Esquire
Литий-ионные аккумуляторы стали надежнее и эффективнее благодаря кремнию Литий-ионные аккумуляторы стали надежнее и эффективнее благодаря кремнию

Ученые смогли увеличить емкость литий-ионных батареек

Популярная механика
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
«Моего оптимизма хватит на двоих»: история мамы, чья дочь победила рак «Моего оптимизма хватит на двоих»: история мамы, чья дочь победила рак

История мамы и ее дочери, которые сумели победить рак благодаря оптимизму

Psychologies
Какаду помогли австралийцам прополоть газоны Какаду помогли австралийцам прополоть газоны

Большие желтохохлые какаду оказались отличными садовниками

N+1
Алгоритмы желанности Алгоритмы желанности

Помогает ли «Тиндер» обрести идеальные отношения?

СНОБ
Удивительная история LEGO: от деревянных уточек до робототехники Удивительная история LEGO: от деревянных уточек до робототехники

Сегодня мы расскажем эту удивительную историю – историю LEGO

Популярная механика
Обмани меня Обмани меня

Амурные аферисты: самые распространенные способы брачного мошенничества

Лиза
«То появляется, то исчезает» «То появляется, то исчезает»

Интервью с ученым о «хлороводородном сезоне» на Марсе

N+1
Открыть в приложении