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

Коперникианская революция: 9 мифов об отце современной астрономии Коперникианская революция: 9 мифов об отце современной астрономии

Что мы знаем о Николае Копернике?

Вокруг света
Головастики бразильских квакш покинули безопасные бассейны ради жизни в ручьях Головастики бразильских квакш покинули безопасные бассейны ради жизни в ручьях

Бразильские квакши стали переселяться из мини-водоемов в ручьи: почему?

N+1
Пройдя под парусом проливом Дрейка… Пройдя под парусом проливом Дрейка…

Зрелище надвигающегося штормового заряда из пролива Дрейка завораживает

Наука и жизнь
Муравьиная кислота помогла вырастить сверхчувствительный монокристалл перовскита Муравьиная кислота помогла вырастить сверхчувствительный монокристалл перовскита

Химики вырастили монокристалл для очень чувствительного фотоэлемента

N+1
Личная жизнь Анны Австрийской Личная жизнь Анны Австрийской

Анна Австрийская считалась самой красивой женщиной Европы своего времени

Дилетант
Том Круз Том Круз

Разбираем на запчасти Тома Круза

Maxim
Подмосковное озеро расскажет о развитии Земли Подмосковное озеро расскажет о развитии Земли

В Московской области нашли озера, которые могут иметь метеоритное происхождение

Наука и жизнь
Что общего у вина и оперы? Разговор с певицей и винным экспертом Что общего у вина и оперы? Разговор с певицей и винным экспертом

Начать знакомство с миром вина и оперы — несложно и очень увлекательно

РБК
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
«Летающий банан» — пять серьезных фактов про самый смешной вертолет в истории «Летающий банан» — пять серьезных фактов про самый смешной вертолет в истории

Банана, банана-мама…

Maxim
Норманны vs славяне. 300-летняя война Норманны vs славяне. 300-летняя война

Кого призвали старейшины: братьев-славян или братьев-варягов?

Дилетант
Мир перевернулся: как выйти из психологического кризиса Мир перевернулся: как выйти из психологического кризиса

Отрывок из книги психолога Екатерины Сигитовой «Идеальный шторм»

Forbes
Вечный Олег Вечный Олег

Олег Меньшиков рассказал, почему думает о смерти, хотя умирать не собирается

Esquire
«Мой партнер любит фильмы ужасов, а я — нет»: что делать? «Мой партнер любит фильмы ужасов, а я — нет»: что делать?

Как грамотно отказаться от просмотра ужасов и не обидеть партнера

Psychologies
Алгоритмические войны Алгоритмические войны

Как битвы будущего видят по ту сторону океана

Популярная механика
Посиделки в графском особняке Посиделки в графском особняке

Жизнь большой «литературной коммуналки» с ее скандалами и творческими вечерами

Караван историй
Зимние встречи на Алтае Зимние встречи на Алтае

На путешествие в Горный Алтай имеет смысл настроиться заранее

Наука и жизнь
Белковая диета: принципы, меню, научные факты Белковая диета: принципы, меню, научные факты

Как работает белковая диета

РБК
Чего не хватает российским учёным, чтобы делать прорывные проекты, и почему они вынуждены уходить в коммерцию Чего не хватает российским учёным, чтобы делать прорывные проекты, и почему они вынуждены уходить в коммерцию

Почему в России трудно продавать наукоёмкий продукт

Inc.
Роскошь Востока: турецкие сериалы для тех, кому понравился «Великолепный век» Роскошь Востока: турецкие сериалы для тех, кому понравился «Великолепный век»

Самые успешные сериальные проекты турецкого кинематографа

Cosmopolitan
Брокер или мошенник: как работают схемы с фейковыми инвестициями в акции и криптовалюты Брокер или мошенник: как работают схемы с фейковыми инвестициями в акции и криптовалюты

Как мошенники отбирают деньги, пользуясь доверчивостью россиян

Forbes
Квантовый эксперимент: реальность — вопрос личного выбора Квантовый эксперимент: реальность — вопрос личного выбора

Благодаря квантовой механике прошлое может определяться настоящим

Популярная механика
Ровер NASA Perseverance совершил посадку на поверхность Марса — он впервые соберёт образцы грунта для доставки на Землю Ровер NASA Perseverance совершил посадку на поверхность Марса — он впервые соберёт образцы грунта для доставки на Землю

Perseverance совершил посадку в кратере Езеро спустя семь месяцев после запуска

VC.RU
Яйцеклетка — что нужно знать? Яйцеклетка — что нужно знать?

Яйцеклетка — самая крупная клетка твоего организма

Cosmopolitan
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
«Если я не смогу победить, то хотя бы буду смелым»: как устроена спортивная благотворительность в России «Если я не смогу победить, то хотя бы буду смелым»: как устроена спортивная благотворительность в России

Кто развивает спортивно-социальные благотворительные проекты в России

Forbes
Настоящий доктор Лектер: кто был прототипом самого жуткого киноманьяка Настоящий доктор Лектер: кто был прототипом самого жуткого киноманьяка

Имя Ганнибала Лектера известно всем, но кто был его прообразом?

Cosmopolitan
Она ест одни сладости! Она ест одни сладости!

Как скорректировать пищевые привычки ребенка?

Лиза
Ездить на велосипеде зимой: 5 простых правил на личном опыте Ездить на велосипеде зимой: 5 простых правил на личном опыте

Велосипед – это круглогодичный вид транспорта!

Популярная механика
Нас не сломаешь! Нас не сломаешь!

Как избежать остеопороза

Лиза
Открыть в приложении