Co je to klatrat?

Klatrát je typ hydrátu nebo sloučeniny vody, ve které jsou molekuly jiné látky zachyceny v rámci klece podobné struktuře složené z molekul vody. Zachycená molekula je obvykle plyn při normálním tlaku a teplotě. Klatráty jsou ledové pevné látky, které se obecně tvoří při vysokých tlacích a nízkých teplotách. Mezi nejznámější a nejznámější je hydrát metanu, který se vyskytuje přirozeně ve velkých ložiscích pod mořským dnem v mnoha částech světa. Může to být potenciální zdroj energie, ale existuje také obavy, že náhlé uvolnění velkého množství klatrátového metanu, možná vyvolaného globálním oteplováním, by mohlo být katastrofální. Struktura je v podstatě držena pohromadě vodíkovými vazbami mezi molekulami vody, ale stabilizována molekulami hostů. Od dodecahEDRA nelze zabalit dohromady, aby se vyplnila veškerý dostupný prostor, dochází také k dalším polyhedrálním tvarům, takže se vytvoří mříž. Vzhledem k této změně tvarů klece a skutečností, že ne všechny klece jsou nutně obsazeny, nelze klatratům dávat přesné chemické vzorce. Molekuly hostujícího klatrátu mohou být uhlovodíkové plyny, jako je metan nebo etan, kyslík, dusík a oxid uhličitý.

hydrát metanu je sloučenina klatrátu, která generovala největší zájem. Tato sloučenina se vyskytuje ve velkém množství na různých místech kolem okrajů všech kontinentů a v permafrostových oblastech Sibiře a Aljašky. Odhaduje se, že tato ložiska představují největší rezervu uhlovodíků na planetě, což daleko převyšuje známé rezervy uhlí, ropy a zemního plynu. Předpokládá se, že se vytvořily z metanu produkovaného mikrobiální aktivitou v anaerobních podmínkách In sedimenty těsně pod povrchem mořského dna nebo na zemi, kde jsou teploty dostatečně nízké. Dokonce i v tropických oblastech jsou teploty mořského dna dostatečně nízké pro tvorbu klatrátu, kde jim tlak umožňuje ztuhnout několik stupňů nad bodem mrazu.

Vzhledem k obrovskému množství metanu uloženého v těchto ložiscích byly považovány za potenciální zdroj zemního plynu. Mohou však existovat vážné technické potíže spojené s jeho extrakcí, které ji činí neekonomickou. Sovětský svaz se během šedesátých a sedmdesátých let provedl řadu neúspěšných pokusů o extrahování plynu ze sibiřského permafrostu klatrátového vkladu. Existují také obavy, že metody použité k uvolnění zachyceného plynu mohou destabilizovat vklady, což by mohlo potenciálně vést k poklesu a sesuvům půdy.

Ačkoli vklady klatrátu mohou představovat obrovský nevyužitý energetický zdroj, mohou také představovat vážné riziko. Nejsou stabilní mimo teplotu a PRPodmínky esen, kde k nim dochází, a existuje obavy, že globální oteplování je může učinit nestabilním. To představuje dvojí hrozbu.

Za prvé, tání ledu klatrátu smíchané se sedimenty na kontinentálních okrajích by mohlo vést k masivním sesuvům půdy a následné tsunami. Z relativně nedávné geologické minulosti existují důkazy, že k tomu mohlo dojít u pobřeží Norska. Za druhé, metan je silný „skleníkový“ plyn, který zachycuje teplo v atmosféře ještě větší míře než oxid uhličitý. Náhlé uvolnění obrovského množství tohoto plynu by mohlo urychlit globální oteplování, což by zase mohlo způsobit další destabilizaci. Opět existují geologické důkazy, že k tomu mohlo dojít v minulosti prostřednictvím přírodních procesů a od roku 2011 existuje zvláštní obavy o hydrát metanu v usazeninách permafrostu.