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

«Мне не в чем оправдываться» «Мне не в чем оправдываться»

26 декабря 2020 года в возрасте 98 лет ушёл из жизни Джордж Блейк

Дилетант
Ученые смоделировали глобальную тектоническую историю Земли за миллиард лет Ученые смоделировали глобальную тектоническую историю Земли за миллиард лет

Глобальная реконструкция тектонических перемещений литосферных плит Земли

N+1
Гости из тайги: бурундучки и мандаринки Гости из тайги: бурундучки и мандаринки

Представьте, в 40 км от МКАД существует поселение таёжных бурундучков!

Наука и жизнь
Почему есть грибы полезно и для организма, и для планеты Почему есть грибы полезно и для организма, и для планеты

Рассказываем о всех особенностях грибов и развеиваем мифы о них

РБК
Клио на баррикадах Клио на баррикадах

Дискуссию о преподавании истории продолжает Леонид Кацва

Дилетант
Существовала ли легендарная библиотека Ивана Грозного? Существовала ли легендарная библиотека Ивана Грозного?

Библиотека Ивана Грозного — предмет острых научных дискуссий

Культура.РФ
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
Дарья Шамина Дарья Шамина

Театр FULCRO — проект выпускников мастерской Фильштинского и режиссера Шаминой

Собака.ru
Великое нашествие Великое нашествие

Вторжение монголов обратило русских государей в деспотов ордынского типа

Дилетант
GTA V: минимальные системные требования для комфортной игры GTA V: минимальные системные требования для комфортной игры

Требования для GTA V, которые определил разработчик

CHIP
Скифские курганы на Дону: погребения амазонок и загадка серебряной накладки Скифские курганы на Дону: погребения амазонок и загадка серебряной накладки

В одном из курганов обнаружено два нетронутых захоронения

Наука и жизнь
Герои популярных мемов, которые умерли, а ты даже не знал об этом Герои популярных мемов, которые умерли, а ты даже не знал об этом

Суду по ним, на том свете действительно собирается отличная компания

Maxim
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
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
Богатство России будет прирастать… опилками Богатство России будет прирастать… опилками

На основе опилок можно сделать много важного и полезного

Наука и жизнь
«Если имеешь свою позицию, отстаивай ее до конца»: пять девушек из TikTok о том, почему они сняли ролики о протестах «Если имеешь свою позицию, отстаивай ее до конца»: пять девушек из TikTok о том, почему они сняли ролики о протестах

Блогеры TikTok рассказали, почему в России так долго ничего не меняется

Forbes
Погода, климат и жизнь птиц Погода, климат и жизнь птиц

Изменение поведения птиц — верный признак смены климатического сезона

Наука и жизнь
Физики зафиксировали редкое гиперядро с двумя странными кварками Физики зафиксировали редкое гиперядро с двумя странными кварками

Удалось однозначно определить энергию связи Ξ-гиперона с ядром

N+1
Парни поделились главными вещами, которым их научили отцы Парни поделились главными вещами, которым их научили отцы

Эти отцовские уроки запоминаются на всю жизнь

Playboy
Сомнения батьки: ждет ли белорусов настоящий транзит власти Сомнения батьки: ждет ли белорусов настоящий транзит власти

Когда уйдет Александр Лукашенко

Forbes
Почему девушка не пишет первой: 8 возможных причин (рано паниковать) Почему девушка не пишет первой: 8 возможных причин (рано паниковать)

Подборка частых причин, по которым многие девушки не пишут парням первыми

Playboy
Фуху на островах южных морей Фуху на островах южных морей

Любой житель Британских островов скажет, что бокс придумали англичане

Вокруг света
Персона Персона

О необычных запросах клиентов и репутации русских александритов

Robb Report
Египтологи восстановили историю египетской мумии в глиняном панцире Египтологи восстановили историю египетской мумии в глиняном панцире

Твердая оболочка использовалась для восстановления поврежденного тела мумии

N+1
Одна вокруг света: встреча с бизонами и несанкционированная ночевка в Йеллоустоуне Одна вокруг света: встреча с бизонами и несанкционированная ночевка в Йеллоустоуне

106-я серия о кругосветном путешествии москвички и ее собаки Греты

Forbes
Четыре устрашающие находки археологов Четыре устрашающие находки археологов

Археология — по-настоящему жуткая наука

Maxim
Как увеличить глубокий сон: подробный рассказ о важной стадии ночного отдыха Как увеличить глубокий сон: подробный рассказ о важной стадии ночного отдыха

Определение глубокого сна и его значение для полноценного отдыха

Playboy
Как правильно пользоваться микроволновкой Как правильно пользоваться микроволновкой

Несколько хитрых приемов, благодаря которым твоя жизнь наполнится горячей пищей

Maxim
Почему ругаться матом, нарушать социальные нормы и тупить полезно: объясняет психолог Почему ругаться матом, нарушать социальные нормы и тупить полезно: объясняет психолог

Иногда рамки нам очень сильно вредят

Playboy
Первый полет в космос: 8 неизвестных фактов Первый полет в космос: 8 неизвестных фактов

Малоизвестные подробности первого полета в космос

РБК
Открыть в приложении