Метан. Ружьё уже заряжено ....

О, сколько нам открытий чудных Готовит просвещенья дух И опыт, сын ошибок трудных, И разум, парадоксов друг И случай, бог изобретатель …   А. С. Пушкин

Отгадайте, о каком веществе эти факты?

• Высокая теплота сгорания обуславливает использование его в качестве топлива.
• Весьма доступный углеводород, всё в большей степени используется как химическое сырьё.
• В ходе реакции разложения данного вещества получают сажу, идущую на получение типографской краски и резиновых изделий из каучука, и водород, необходимый для синтеза аммиака и различных органических соединений. Реакцией хлорирования данного вещества получают его хлорпроизводные, имеющие практическое применение как хладоагенты, растворители, средства пожаротушения. Из него получают ацетилен, необходимый для синтеза многих органических веществ. При его хлорировании образуется много хлороводорода, растворяя его в воде получают соляную кислоту, необходимую для очистки поверхности металлов, при паянии, для получения красок, лекарств, пластмасс.
• Он составляет основную массу природного газа (80-97%). Он содержится и в газах, выделяющихся при добыче нефти, значит, у нас на Катанге его запасы огромны, также как и запасы нефти.

Он образуется в природе в результате разложения остатков растительных и животных организмов без доступа воздуха, этим и объясняется появление пузырьков в заболоченных водоёмах. Иногда он выделяется из каменноугольных пластов и накапливается в шахтах, создавая взрывоопасные ситуации.

Метан. Ружьё уже заряжено ….

События и факты

В июле 2014 года мир облетело пугающее видео: в тундре полуострова Ямал , около Бованенково , образовалась огромная дыра. Диаметр воронки по внутреннему краю – около 40 метров, по внешнему – 60 метров. Вертолетчики сообщили, что ее размер столь велик, что внутрь можно спокойно спускаться на нескольких вертолетах Ми-8. По краям дыры – горы грунта, выброшенного из-под земли. Позже появилась информация о новой котловине в том же регионе, но ближе к Карскому морю, еще одну воронку в 90 километрах от села Антипаюта нашли оленеводы. По внешним признакам дыра похожа на ту, которую обнаружили около Бованенково, но в диаметре она всего 15 метров, а на дне виден снег. О предполагаемом виновнике этих событий – метане наш разговор.

Метан в Солнечной системе

• Плутон в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, поэтому тепла и света там немного, температура на поверхности опускается порой до минус 220 градусов Цельсия. Атмосферное давление на Плутоне в 1000 раз меньше земного. Атмосфера на Плутоне есть (о её существовании известно уже около 30 лет) - это тонкая плёнка газов, в основном азота, с добавками метана .

• Огромные залежи метана учёным удалось разглядеть и на спутниках планет-гигантов – в твёрдой и жидкой формах. На крупнейшем спутнике Сатурна – Титане – присутствуют моря, озёра и реки из метана и этана, а на поверхности и в атмосфере действует метановый цикл, подобный круговороту воды на Земле. Метан позволяет поддерживать на Титане высокие температуры.

Метан на Марсе

Метан в атмосфере Марса загадал человечеству пока неразрешимую загадку.

Есть факты о том, что метан на Марсе обнаружен лишь 10 лет назад. Предположительно источником метана на красной планете могут быть марсианские микробы? Марсоход прибыл на Марс в августе 2012г, на его борту находилась идеальная химическая лаборатория – прибор SAM. В ноябре 2012г марсоход получил первые сведения о составе атмосферы Марса: никаких следов метана он не обнаружил.

В декабре 2014г марсоход зарегистрировал мощный выброс матана, но концентрация его в атмосфере красной планеты очень быстро упала почти до нуля.

Марсоход

Метан на планете Земля

Основной источник метана на Земле – природный газ, известен человечеству за много столетий до н.э. Древние римляне были знакомы с горючими свойствами газов, выделяющихся из трещин Земли. Греки назвали гору Химерой в честь огнедышащего фантастического чудовища. Огни Химеры горят свыше 3тыс. лет. Это единственная горная вершина в мире, где горит огонь 365 дней в году, факелы меняют свою интенсивность и место горения, некоторые затухают, другие загораются вновь. Из склона горы постоянно выходит самовоспламеняющийся природный газ, этот огонь обладает уникальным свойством – он почти не обжигает рук.

«Горящая гора» Химера в Турции

Метан – рудничный газ Состав рудничных газов зависит от вида месторождения, геологической истории, глубины разработки. В угольных шахтах он состоит преимущественно из метана , с примесью углекислого газа и азота. Газ накапливается в какой-либо части шахты, если его вовремя не откачать, легко воспламеняется, приводя к взрыву. По данным МЧС, только в период с 2001по 2013г. на шахтах Кузбасса произошло 202 аварии.

Клатраты – газовые гидраты метана Клатрат – это соединение включения, в котором молекулы одного сорта заключены в полости, образованные молекулами другого сорта. В гидрате метана молекулы метана заключены в пустоты кристаллической решетки льда. В 70-х г.г. XX в. были открыты огромные природные залежи метановых газогидратов , которые нашли на суше, в условиях вечной мерзлоты, в океане – в толще его дна (от нескольких сотен метров - до 1километра!). Сегодня учёные полагают, что на дне Мирового океана в составе гидратов метана больше, чем суммарное количество природного газа на планете.

Гидрат метана

Клатрат метана

Гидрат метана – источник энергии для будущих поколений, газовое топливо будущего

Свойства клатрата метана обнаружились случайно: в конце 1970-х российские учёные удивились, что газ на Мессояхинском месторождении, залегающем под вечной мерзлотой в Западной Сибири, не иссякает, вопреки прогнозам!

Это месторождение и сегодня продолжает снабжать газом город Норильск, а объяснение в том, что метан просачивается в скважину из толщи вечной мерзлоты.

Аэропорт "Алыкель", г.Норильск

Япония – первая страна, добывающая природный газ из метановых гидратов под водами Тихого океана

В марте 2014г. Япония стала первой страной успешно наладившей добычу природного газа из залежей метановых гидратов под водами Тихого океана. На то у Японии серьёзные причины, с момента закрытия большей части атомных станций после аварии на Фукусиме стране приходилось полагаться на поставки сжиженного газа из других стран. До аварии на Фукусиме ядерная энергия составляла около 30% всего производства электроэнергии в Японии, а природный газ – только 25%, теперь доля природного газа поднялась до 45%.

Японцам удалось извлечь газ из гидратов метана под водами Тихого океана

Гипотеза о метангидратном ружье

Гидраты метана не только прекрасное газовое топливо будущего, это одна из самых страшных угроз жизни на Земле!

Гипотеза о метангидратном ружье – это гипотеза о том, что растущая температура океана может запустить внезапное высвобождение метана из отложений гидратов метана под морским дном. Метан – сильный парниковый газ , повышение которого в атмосфере запустит неостановимый, самоусиливающийся процесс, как уже начавшийся выстрел из ружья.

Воронка на Ямале

Пермское вымирание произошло мгновенно В прошлом самоусиливающееся разложение метангидратов могло приводить к резким изменениям уровня океана и атмосферы Земли несколько раз. Наиболее известное среди этих событий массовое пермское вымирание (на границе палеозойской и мезозойской эр), произошедшее 250 млн. лет назад, когда вымерло 96% видов живых организмов.

Экстремальные климатические условия замедлили развитие динозавров

Когда-то динозавры господствовали в нашем мире. Но свои первые 30 млн. лет они провели на географических задворках. Крупные динозавры жили и эволюционировали возле полюсов, а вот в более жарких нижних широтах сумели закрепиться лишь маленькие динозавры размером не больше страуса. Последние исследования показывают, что из-за неустойчивого климата в этих регионах крупные динозавры на протяжении миллионов лет находились в безвыходном положении, так как климатические условия в южных широтах резко менялись между сухими и влажными периодами. Сейчас учёным известно приблизительно 500-600 видов вымерших динозавров, а вымерли они примерно 65млн. лет назад.

  Земля пережила глобальное потепление 55 млн. лет назад

55млн. лет назад (кайнозойская эра, палеогеновый период)наша планета Земля пережила следующее резкое изменение климата, температура на континентах увеличилась на 8 градусов по Цельсию! Температура воды в тропическом поясе составила 20˚ , что всего на 1,5˚ больше современного значения, в арктических морях потепление было масштабнее, увеличение температуры поверхностных вод Северного Ледовитого океана могло составлять до 10˚. Учёные полагают, что причиной и этого потепления являлся резкий переход метана из гидратов в атмосферу и океан.

21 век - новые следы от «выстрела» «метанового ружья»

Наш XXI век. На поверхности Земли появились новые следы от «выстрела» «метанового ружья»: летом 2014г. на Ямале обнаружили огромную воронку неизвестного происхождения, образовавшуюся близ базы нефтяников Бованенково, затем местные жители обнаружили вторую воронку поменьше размером – диаметр её 15м, на дне лежит снег, отверстия воронок одинаково – земля выброшена по краям наружу. Причина этих загадочных воронок, по мнению ученых, - выброс метана .

Действительно, это были взрывы, но не очень сильные. Разрушило, выбросило грунт- лёд с песком – как пробку из бутылки с шампанским.

• Глубоко под землёй скопился газ, на глубине приблизительно 15метров нарастало давление, затем в кровле мерзлоты образовалась полость, заполненная газом.
• Другой фактор – деформации осадочной породы мерзлой толщи, её солёность.
• Третий фактор, очень серьёзный и тревожный – влияние глобального потепления, которое сильнее всего проявляется в Арктике . В 70-х годах прошлого века средняя температура вечномёрзлых грунтов в районе Бованенково была минус 8˚ по Цельсию, сейчас на отдельных участках – уже минус 3˚. Значит, повышение температуры на нашей планете вызывает мощные выбросы метана. А чем вызывается повышение температуры на Земле???
• Парниковыми газами – метаном, углекислым газом;
• Количеством осадков: мало осадков – оледенение (во время оледенений концентрация метана падает!), много осадков – потепление, интенсивный рост населения Земли и человеческая деятельность (за последние 300лет концентрация метана в атмосфере возросла, и этот прирост обусловлен деятельностью человечества).

В Арктике обнаружена третья загадочная воронка в земле

25.07.2014. Жители Крайнего Севера продолжают находить странные воронки за Полярным кругом. Об очередной аномальной дыре в земле поведал охотник, проживающий на Таймырском полуострове. По словам мужчины, еще в апреле 2012 года он обнаружил недалеко от устья Енисея отверстие, которое поразило его своей глубиной. Рассказчик уверяет, что диаметр дыры составляет всего 4 метра, однако из любопытства опущенная внутрь 100-метровая веревка с грузом на конце так и не достала до дна. Также мужчина заметил, что грунт вокруг ямы разлетелся на расстоянии около 900 метров. Эксперты из Норильска пока не готовы дать объяснение данному феномену и планируют снарядить экспедицию для изучения воронки.

К слову, таймырская воронка стала третьей , о которой стало известно за последнее время. Первые две были обнаружены в Ямало-Ненецком автономном округе на полуостровах Ямал и Гыдан.

Источники метана в атмосфере Земли

Метан попадает в атмосферу как из естественных, так и из антропогенных источников.

Мощность антропогенных источников в настоящее время существенно превышает мощность естественных. К естественным источникам метана относятся болота, тундра, водоёмы, насекомые (в основном термиты), метангидраты, геохимические процессы. К антропогенным – рисовые поля, шахты, животноводческие фермы, потери при добыче газа и нефти, горение биомассы, свалки (на схеме показано относительное распределение источников метана в % по их мощности).

Горение метангидратов

Горение биомассы

Шахта

Рисовое поле

Термиты – небоскрёб на одну семью

На карте известные и перспективные месторождения гидрата метана на планете

Парниковый эффект, который создает метан, в 25 раз превышает эффект от углекислого газа. Эксперты пока не знают, какое влияние это может оказать на окружающую среду.  Профессор Тэцуя Хияма (Tetsuya Hiyama) из Нагойского университета отмечает: «Если вечная мерзлота будет таять и дальше, глобальное потепление ускорится. Этот процесс окажет огромное влияние не только на землю и растения, но и на людей. Необходимы исследования на 100 и на тысячу лет вперед».

Метан увеличивает парниковый эффект

Парниковый эффект, который создает метан, в 25 раз превышает эффект от углекислого газа. Эксперты пока не знают, какое влияние это может оказать на окружающую среду.  Профессор Тэцуя Хияма (Tetsuya Hiyama) из Нагойского университета отмечает: «Если вечная мерзлота будет таять и дальше, глобальное потепление ускорится. Этот процесс окажет огромное влияние не только на землю и растения, но и на людей. Необходимы исследования на 100 и на тысячу лет вперед».

Ты, человек, любя природу,

Хоть иногда её жалей

В увеселительных походах

Не растопчи её полей.

В вокзальной сутолоке века

Ты оценить её спеши:

Она – твой давний добрый лекарь,

Она – союзница души.

Не жги её напропалую

И не исчерпывай до дна.

И помни истину простую –

Нас много, а она одна!

Благодарю за

внимание!

Презентацию выполнила

учитель химии МКОУ СОШ

с. Преображенка

Верхотурова Н. И.

30.11. - 04.12.2015.