O que é um Clathrate?

Clatrato é um tipo de hidrato, ou composto de água, no qual moléculas de outra substância ficam presas dentro de uma estrutura semelhante a uma gaiola composta de moléculas de água. A molécula aprisionada é geralmente um gás à pressão e temperatura normais. Clatratos são sólidos semelhantes a gelo que geralmente se formam a altas pressões e baixas temperaturas. Entre os mais conhecidos e mais estudados, está o hidrato de metano, que ocorre naturalmente em grandes depósitos no fundo do mar em muitas partes do mundo. Essas fontes podem ser uma fonte potencial de energia, mas também existe a preocupação de que uma liberação repentina de grandes quantidades de clatrato metano, talvez provocada pelo aquecimento global, possa ser desastrosa.

A unidade básica da maioria dos clatratos é um dodecaedro composto por 20 moléculas de água dispostas para formar 12 faces pentagonais, com um centro oco que pode ser ocupado por uma "molécula convidada". A estrutura é essencialmente mantida unida por ligações de hidrogênio entre as moléculas de água, mas estabilizado pelas moléculas hóspedes. Como o dodecaedro não pode ser empacotado para preencher todo o espaço disponível, outras formas poliédricas também ocorrem, de modo que uma treliça é formada. Devido a essa variação nas formas das gaiolas, e ao fato de que nem todas as gaiolas estão necessariamente ocupadas, os clatratos não podem receber fórmulas químicas precisas. As moléculas hóspedes de Clathrate podem ser gases de hidrocarbonetos, como metano ou etano, oxigênio, nitrogênio e dióxido de carbono.

O hidrato de metano é o composto de clatrato que gerou mais interesse. Este composto ocorre em grandes quantidades em vários locais ao redor das bordas de todos os continentes e nas regiões permafrost da Sibéria e do Alasca. Estima-se que esses depósitos constituam a maior reserva de hidrocarbonetos do planeta, excedendo em muito as reservas conhecidas de carvão, petróleo e gás natural. Pensa-se que eles tenham se formado a partir do metano produzido pela atividade microbiana nas condições anaeróbicas em sedimentos logo abaixo da superfície do fundo do mar ou em terras onde as temperaturas são suficientemente baixas. Mesmo em regiões tropicais, as temperaturas do fundo do mar são baixas o suficiente para a formação de clatratos, onde a pressão lhes permite solidificar alguns graus acima do ponto de congelamento.

Dadas as vastas quantidades de metano armazenadas nesses depósitos, elas foram consideradas como uma fonte potencial de gás natural. No entanto, pode haver sérias dificuldades técnicas envolvidas em sua extração que a tornam antieconômica. A União Soviética fez uma série de tentativas frustradas de extrair gás dos depósitos de clatratos permafrost da Sibéria durante as décadas de 1960 e 1970. Também existe a preocupação de que os métodos usados ​​para liberar o gás aprisionado possam desestabilizar os depósitos, o que poderia levar a subsidência e deslizamentos de terra.

Embora os depósitos de clatratos possam representar um enorme recurso energético inexplorado, eles também podem representar um risco sério. Eles não são estáveis ​​fora das condições de temperatura e pressão em que ocorrem e existe a preocupação de que o aquecimento global possa torná-los instáveis. Isso representa uma dupla ameaça.

Em primeiro lugar, o derretimento do gelo clatrato misturado com sedimentos nas bordas continentais pode resultar em deslizamentos de terra maciços e consequentes tsunamis. Há evidências do passado geológico relativamente recente de que isso pode ter acontecido na costa da Noruega. Em segundo lugar, o metano é um gás potente de "estufa" que retém o calor na atmosfera em uma extensão ainda maior que o dióxido de carbono. A liberação repentina de grandes quantidades desse gás pode acelerar o aquecimento global, o que por sua vez pode causar desestabilização adicional. Mais uma vez, há evidências geológicas de que isso pode ter acontecido no passado através de processos naturais e, a partir de 2011, existe uma preocupação particular com o hidrato de metano nos depósitos de permafrost.