Гідрат метану на океанічному дні
Гідрат метану - самий таємничий мінерал Землі, про який стало відомо тільки в останні десятиліття. Цей мінерал може існувати тільки в специфічних умовах. Наприклад, при земному атмосферному тиску і температурі не вище мінус 80 градусів. Якщо ж температура повітря буде дорівнює 0 градусів Цельсія, то для існування цього мінералу необхідно створити високий тиск - 25 бар. Він не може перебувати в рідкому і газоподібному стані, його неможливо розплавити. Гідрат метану може бути тільки твердим.
Що ж являє собою цей таємничий мінерал?
Гідрат метану - це лід, який має особливу структуру у вигляді кластерів. всередині яких розмістилися молекули метану та інших з'єднань метанового ряду (CH4, C2H6, C3H8, ізобутан, і т. п.). Вода і метан пов'язані між собою неміцними молекулярними зв'язками, і при підвищенні температури газ метан просто залишає кластери і випаровується. Якщо нагрів відбувається швидко - звільнення метану теж відбувається швидко, іноді - вибухово.
Модель гідрату метану
Відомі випадки вибухового відходження метану з шляхах під вічної мерзлоти і осадових товщ морів. Це призводить до насичення води бульбашками метану і зниження її щільності. В результаті корабель або підводний човен можуть затонути. Існує припущення, що саме таке явище було причиною раптового затоплення кораблів в знаменитому Бермудському трикутнику.
Де знаходяться гідрати метану і чому про цю дивовижну з'єднанні стало відомо тільки в другій половині двадцятого століття?
Цей мінерал знаходиться на дні океанів, на шельфі і в товщах порід океанічного дна. Але тільки на певній глибині, там, де тепло з надр Землі ще не нагріває осадові породи. Під вічною мерзлотою, знову ж таки, до певної глибини. На дні озера Байкал. Природні запаси цього мінералу дуже великі.
Гідрат метану - джерело енергії, так як при його видобутку можна отримувати природний газ у великих кількостях. За підрахунками фахівців, це 160 - 180 кубічних сантиметрів метану з 1 куб. см льоду. Так що промислова розробка скупчень цього мінералу може принести чимало блакитного палива. Перспектива використання гідрату метану як джерела запасів газу підштовхнула до його ретельного вивчення в кінці 20 і початку 21 століття.
Але цей мінерал також джерело великої небезпеки для життя на Землі. Уявіть, що температура морської води раптом збільшилася, на дні морів і океанів почали вивергатися вулкани в великій кількості. Метан відразу виділиться в воду і атмосферу. Метан - парниковий газ, також, як і СО2. Парниковий ефект, створюваний метаном, в рази більше, ніж від вуглекислого газу. Відбудеться розігрів атмосфери і океанів. Це призведе до глобальних змін клімату на Землі, до загибелі безлічі видів тварин і рослин в морях і на суші. Може бути, і до загибелі людини.
Геологи вважають, що щось подібне сталося приблизно 252 млн. Років тому (кінець пермського геологічного періоду), коли на півночі центральної Сибіру впав великий астероїд і пробив земну кору. Це призвело до виливу базальтової лави на значній території, виверження вулканів і землетрусів на всій планеті. Як наслідок - надходження в атмосферу не тільки вулканічного попелу, а й метану. В результаті загинуло 70 відсотків видів обіталелей суші і 96% видів мешканців морів і океанів. Світ змінився ... Це космічне і геологічна подія відомо як «Пермська катастрофа». Базальти. ізлівшіеся після падіння астероїда можна побачити на геологічних картах, вони звуться «сибірські Трапп».
Посилення вулканічної активності і виділення великої кількості метану в атмосферу відбувалося і в пізньому палеоцене, що також призвело до змін в рослинному і тваринному світі, загибелі тисяч видів живих організмів.
Вода в сонячній системі є не тільки на Землі. Гідрати метану, з великою часткою ймовірності, є на планетах сонячної системи, покритих льодом і мають метанову атмосферу. Це Нептун і Уран. Можливо, гідрати метану містить лід комет.
У 40-ті роки в СРСР при вивченні Західного Сибіру і півночі група геологів припустила, що льоди вічної мерзлоти можуть бути насичені метаном. У 60-е ця версія підтвердилася, тоді ж вперше вивчили структуру гідрату метану. На дні морів і шельфі його знайшли в вісімдесяті при глибоководних дослідженнях. А на дні Байкалу - зовсім недавно, в останні півтора десятиліття.
Японці провели дослідження в морях навколо своїх островів. У них там цього гідрату дуже багато, і вони розглядають способи використання його як палива.