Jump to content

Метатан клатрат

(Перенаправлено из гидратов природного газа )
"Горящий лед". Метан, высвобождаемый нагреванием, ожогами; вода капает.
Вставка: Кратранскую структуру (Университет Геттингена, GZG. Abt. Kristallographie).
Источник: Геологическая служба США .

Метановый клатрат (CH 4 · 5,75H 2 O) или (4CH 4 · 23H 2 O), также называемый гидрат метана , гидрометан , метан лед , пожарный лед , гидрат природного газа или гидрат газа , является твердым клатратным соединением (более конкретно , клатратный гидрат ), в котором большое количество метана попадает в кристаллическую структуру воды, образуя твердое вещество, похожее на лед . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Первоначально считалось, что только во внешних областях солнечной системы , где температура низкая, а водяной лед встречается, значительные отложения метанового клатрата были обнаружены под отложениями на океанских полах земли ( около 1100 м ниже уровня моря) Полем [ 7 ] Гидрат метана образуется, когда вода, связанная с водородом, и газ метана вступают в контакт при высоких давлениях и низких температурах в океанах.

Матан клатраты являются общими составляющими мелкой морской геосферы , и они встречаются в глубоких осадочных структурах и образуют обнажения на дне океана. Считается, что гидраты метана образуются путем осаждения или кристаллизации метана, мигрирующего из глубоких геологических разломов . Осадки возникают, когда метатан вступает в контакт с водой в морском рудке, подверженной температуре и давлению. В 2008 году исследование на станции Антарктики Восток и ледяных ядрами Epica Dome C показало, что клатраты метана также присутствовали в глубоких антарктических ледяных ядрах и регистрировали историю концентраций метана в атмосфере , датируемые 800 000 лет назад. [ 8 ] Запись о хроновом метановом клатрате является основным источником данных для исследований глобального потепления , наряду с кислородом и углекислого газа.

Калаты метана использовались как потенциальный источник резкого изменения климата после гипотезы о графстве . В этом сценарии нагревание вызывает катастрофическое плавление и распад в основном подводные гидраты, что приводит к огромному высвобождению метана и ускоряющемуся потеплению. Текущие исследования показывают, что гидраты очень медленно реагируют на потепление, и что метан очень трудно достичь атмосферы после диссоциации. [ 9 ] [ 10 ] Вместо этого некоторые активные просачивания действуют как незначительная поглотителя углерода , потому что при большинстве растворенных метана под водой и поощряющими метанотрофными сообществами область вокруг просачивания также становится более подходящей для фитопланктона . [ 11 ] В результате, гидраты метана больше не считаются одним из переломных моментов в климатической системе , и, согласно шестому отчету об оценке МГЭИК , не будет «обнаруживаемое» воздействие на глобальные температуры в этом столетии с помощью этого механизма. [ 12 ] В течение нескольких тысячелетий, более существенный ответ 0,4–0,5 ° C (0,72–0,90 ° F) все еще может быть замечен. [ 13 ]

Гидраты метана были обнаружены в России в 1960 -х годах, и в начале 21 -го века были исследования извлечения газа из него. [ 14 ]

Структура и композиция

[ редактировать ]
изображение микроскопа

Состав гидрата номинального метана клатрата составляет (CH 4 ) 4 (H 2 O) 23 , или 1 моль метана на каждые 5,75 моль воды, что соответствует 13,4% метана по массе, хотя фактический состав зависит от того, сколько молекул метана. Вписаться в различные клетки конструкции водной решетки . Наблюдаемая плотность составляет около 0,9 г/см 3 что означает, что гидрат метана будет плавать на поверхность моря или озера, если он не связан на месте, образуя или закреплена на осадок. [ 15 ] Следовательно, один литр полностью насыщенного метана клатрата будет содержать около 120 граммов метана (или около 169 литров газа метана при 0 ° C и 1 атм), [ NB 1 ] или один кубический метр метана клатрата выпускает около 160 кубических метров газа. [ 14 ]

Метан образует гидрат «структуры-I» с двумя додекаэдрическими (12 вершинами, таким образом, 12 молекул воды) и шестью тетрадеэдрными (14 молекулами воды) водных клеток на единицу клетки. (Из -за совместного использования молекул воды между клетками существует только 46 молекул воды на единицу клетки.) Это сравнивается с количеством гидратации 20 для метана в водном растворе. [ 16 ] Метановый клатрат спектр ЯМР MAS, зарегистрированный при 275 К и 3,1 МПа, показывает пик для каждого типа клетки и отдельный пик для метана газовой фазы . [ Цитация необходима ] В 2003 году был синтезирован интеркалат гидрата глины, в котором в промежуточном слое богатой натрия глины, богатой натрием, вводили комплекс гидратного комплекса метана. Верхняя температурная стабильность этой фазы аналогична стадии гидрата структуры I. [ 17 ]

Фаза -фазовая диаграмма метана. Горизонтальная ось показывает температуру от -15 до 33 Цельсия, вертикальная ось показывает давление от 0 до 120 000 кг (от 0 до 1184 атмосфер). Гидрат формируется над линией. Например, в 4 Гидрате Цельсия образуется выше давления около 50 атм/5000 кПа, обнаруженных на глубине около 500 м моря.

Природные месторождения

[ редактировать ]
Всемирное распределение подтвержденных или предполагаемых оффшорных газовых гидратных отложений, 1996.
Источник: USGS
Газовый увлажняющий осадок из зоны субдукции от Орегона
Удельная структура газовой гидрата из зоны субдукции от Орегона

Калаты метана ограничены мелкой литосферой (то есть <2000 м глубины). Кроме того, необходимые условия обнаружены только в любых континентальных осадочных породах в полярных областях, где средние температуры поверхности составляют менее 0 ° C; или в океаническом осадке на глубине воды более 300 м, где нижняя температура воды составляет около 2 ° C. Кроме того, глубокие пресноводные озера могут также принимать гидраты газа, например, на озере пресной воды , Сибири. [ 18 ] Континентальные отложения были расположены в Сибири и Аляске на песчанике и пластах алеза на глубине менее 800 м. Океанические отложения, по-видимому, широко распространены на континентальном шельфе (см. Рис.) И могут происходить в пределах отложений на глубине или вблизи границы раздела отложений . Они могут ограничивать еще большие отложения газообразного метана. [ 19 ]

Океанический

[ редактировать ]

Гидрат метана может происходить в различных формах, таких как массивные, рассеянные в поровых пространствах, узелках, вен/переломов/разломов и слоистых горизонтов. [ 20 ] Как правило, он обнаруживается нестабильным при стандартных условиях давления и температуры, а 1 М 3 гидрата метана при диссоциации дает около 164 м 3 метана и 0,87 м 3 пресной воды. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] Есть два отдельных типа океанических отложений. Наиболее распространенным является доминирование (> 99%) метаном , содержащимся в структуре I клатрата и обычно встречается на глубине в отложении. Здесь метан изотопно светлый ( δ 13 C то, что он получен из микробного восстановления CO <-60 ‰), что указывает на 2 . Считается, что клатраты в этих глубоких отложениях сформировались на месте из микробиально продуцированного метана с момента Δ 13 C значения клатрата и окружающего растворенного метана похожи. [ 19 ] Тем не менее, также считается, что пресноводная вода, используемая при давлении нефтяных и газовых скважин в вечной мерзлоте, и вдоль континентальных полей во всем мире сочетаются с естественным метаном, образуя клатрат на глубине и давлении, поскольку гидраты метана более стабильны в пресной воде, чем в соленой воде. [ 2 ] Местные вариации могут быть широко распространены, поскольку акт образования гидрата, который извлекает чистую воду из вод формирования физиологического раствора, часто может привести к локальному и потенциально значительному увеличению солености воды. Гидраты обычно исключают соль в поровой жидкости, из которой она образуется. Таким образом, они демонстрируют высокое электрическое удельное сопротивление, такие как лед, а отложения, содержащие гидраты, имеют более высокое удельное сопротивление, чем отложения без гидратов газа (судья [67]). [ 24 ] : 9 

Эти отложения расположены в средней глубиной зоне толщиной около 300–500 м в отложениях ( зона стабильности газа , или GHSZ), где они сосуществуют с метаном, растворенным в свежей, а не соль, пор. Над этой зоной Метан присутствует только в растворенной форме в концентрациях, которые уменьшаются в направлении поверхности отложения. Ниже метатан является газообразным. На хребте Блейк на атлантическом континентальном подъеме GHSZ начался на глубине 190 м и продолжался до 450 м, где он достиг равновесия с газообразной фазой. Измерения показали, что метан занимал 0-9% по объему в GHSZ, и ~ 12% в газовой зоне. [ 25 ] [ 26 ]

В менее распространенном втором типе, обнаруженном вблизи поверхности осадка, некоторые образцы имеют более высокую долю углеводородов с более длинной цепью (<99% метана), содержащихся в клатрате структуры II. Углерод из этого типа клатрата изотопно более тяжелый ( Δ 13 C составляет от -29 до -57 ‰) и, как полагают, мигрировал вверх из глубоких отложений, где метан образовался путем термического разложения органического вещества . Примеры этого типа месторождения были найдены в Мексиканском заливе и Каспийском море . [ 19 ]

Некоторые отложения имеют характеристики, промежуточные между типами микробы и тепловых источников и считаются образованными из смеси из двух.

Метан в газовых гидратах преимущественно генерируется микробными консорциумами, разлагающими органическое вещество в низком кислороде, при этом сам метан продуцируется метаногенной археей . Органическое вещество в самых верхних сантиметрах отложений впервые подвергается аэробике аэробными бактериями, генерируя CO 2 , который выходит из отложений в толще воды . Ниже этой области аэробной активности анаэробные процессы вступают во владение, в том числе, в том числе, последовательно с глубиной, микробное восстановление нитрита/нитрата, оксидов металлов, а затем сульфаты сводятся к сульфидам . Наконец, метаногенез становится доминирующим путем для органической реминерализации углерода .

Если скорость седиментации низкая (около 1 см/год), содержание органического углерода низкое (около 1%), а кислород изобильный, аэробные бактерии могут использовать все органические вещества в отложениях быстрее, чем кислород, так что истощаются, поэтому все истощаются, поэтому их с более низкой энергией Ацепторы электронов не используются. Но там, где скорости седиментации и содержание органического углерода высоки, что, как правило, имеет место на континентальных полках и под западными граничными зонами вверх, вода пор в отложениях становится аноксичной на глубине всего на несколько сантиметра или меньше. В таких богатых органическими морскими отложениями сульфат становится наиболее важным акцептором электронов терминала из-за его высокой концентрации в морской воде . Тем не менее, это также истощается глубиной сантиметров до метров. Ниже продуцируется метатан. Эта продукция метана является довольно сложным процессом, требующим высоко восстановительной среды (от -350 до -450 мВ) и pH от 6 до 8, а также сложный синтрофический , консорциума различных разновидностей археи и бактерий. Тем не менее, это только архая, которая на самом деле испускает метан.

В некоторых регионах (например, Мексиканский залив, бассейн Джоэтсу) в клатратах может быть, по крайней мере, частично происходить из термической деградации органического вещества (например, генерация нефти), при этом нефть даже образует экзотическое компонент внутри самого гидрата, которое можно восстановить, когда Гидрат диссоциируется. [ 27 ] [ 28 ] [ Цитация необходима ] Метан в клатратах обычно имеет биогенную изотопную сигнатуру и сильно варьируется Δ 13 C (от -40 до -100 ‰), с приблизительным средним средним размером около -65 ‰. [ 29 ] [ Цитация необходима ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] Ниже зоны твердых клатратов большие объемы метана могут образовывать пузырьки свободного газа в отложениях. [ 25 ] [ 33 ] [ 34 ]

Присутствие клатратов в данном месте часто можно определить путем наблюдения за «дно -моделирующим отражателем» (BSR), который является сейсмическим отражением на границе раздела зоны клатрата стабильно клатраты.

Газовая гидрата пинго было обнаружено в Арктическом океанах Барантсе море. Метан пузырится из этих куполоподобных структур, а некоторые из этих газовых вспышек простираются рядом с поверхностью моря. [ 35 ]

Размер водохранилища

[ редактировать ]
Гидрат газа под карбонатной породой на морском дне Северного залива Мексиканского залива

Размер водохранилища океанического метанового клатрата является плохо известным, и оценки его размера уменьшились примерно на примерно на порядок в десятилетие с тех пор, как впервые было признано, что клатраты могут существовать в океанах в 1960 -х и 1970 -х годах. [ 36 ] Самые высокие оценки (например, 3 × 10 18 м 3 ) [ 37 ] были основаны на предположении, что полностью плотные клатраты могут засорить весь пол глубокого океана. Улучшения в нашем понимании химии клатрата и седиментологии показали, что гидраты образуются только в узком диапазоне глубин ( континентальные полки ), только в некоторых местах в диапазоне глубин, где они могут возникнуть (10-30% от зоны стабильности газа ) и обычно встречаются при низких концентрациях (0,9–1,5% по объему) на участках, где они происходят. Последние оценки, ограниченные прямым отбором, показывают, что глобальный инвентарь занимает 1 × 10 15 и 5 × 10 15 кубические метры (0,24 и 1,2 миллиона кубических миль). [ 36 ] Эта оценка, соответствующая 500–2500 Gigatonnes, углерод (GT C), меньше, чем 5000 GT C, оцененные для всех других запасов геоорганического топлива, но значительно больше, чем ~ 230 GT C, оцененные для других источников природного газа. [ 36 ] [ 38 ] Веспочт для вечной мерзлоты оценивается в 400 GT C в Арктике, [ 39 ] [ Цитация необходима ] Но оценки не было сделано из возможных антарктических резервуаров. Это большие суммы. Для сравнения, общий углерод в атмосфере составляет около 800 гигатонов (см. Углерод: появление ).

Эти современные оценки заметно меньше, чем от 10 000 до 11 000 гт C (2 × 10 16 м 3 ) предложенный [ 40 ] предыдущими исследователями как причина считать, что клатраты являются геоорганическим топливным ресурсом (MacDonald 1990, Kvenvolden 1998). Более низкая численность клатратов не исключает их экономического потенциала, а более низкий общий объем и, по -видимому, низкая концентрация на большинстве участков [ 36 ] действительно предполагает, что только ограниченный процент депозитов клатрантов может обеспечить экономически жизнеспособный ресурс.

Континентальный

[ редактировать ]

Клатраты метана в континентальных породах попадают в ложе из песчаника или алеота на глубине менее 800 м. Отбор выборки показывает, что они образуются из смеси термического и микробиального газа, из которого более тяжелые углеводороды позже были избирательно удалены. Они встречаются на Аляске , Сибири и Северной Канаде .

В 2008 году канадские и японские исследователи извлекли постоянный поток природного газа из испытательного проекта на участке гидрата газа Маллика в дельте реки Маккензи . Это было второе такое бурение в Маллике: первое произошло в 2002 году и использовало тепло для высвобождения метана. В эксперименте 2008 года исследователи смогли извлекать газ, снижая давление без нагрева, что требует значительно меньшей энергии. [ 41 ] Поле гидрата газа Маллика было впервые обнаружено имперской нефтью в 1971–1972 годах. [ 42 ]

Коммерческое использование

[ редактировать ]

Экономические отложения гидрата называются гидратом природного газа (NGH) и хранят 164 м. 3 метана, 0,8 м 3 вода в 1 м 3 гидрат. [ 43 ] Большая часть NGH находится под морским днем ​​(95%), где он существует в термодинамическом равновесии. Запасы гидрата метана, вероятно, в 2–10 раз превышают известные в настоящее время запасы обычного природного газа , по состоянию на 2013 год . [ 44 ] Это представляет собой потенциально важный будущий источник углеводородного топлива . Тем не менее, в большинстве участков считается, что депозиты слишком рассеяны для экономического извлечения. [ 36 ] Другими проблемами, с которыми сталкивается коммерческая эксплуатация, являются обнаружение жизнеспособных резервов и разработка технологии для извлечения газа метана из отложений гидрата.

В августе 2006 года Китай объявил о планах потратить 800 миллионов юаней (100 миллионов долларов США) в течение следующих 10 лет на изучение гидратов природного газа. [ 45 ] Потенциально экономический резерв в Мексиканском заливе может содержать около 100 миллиардов кубических метров (3,5 × 10 ^ 12 с Ft) газа. [ 36 ] Bjørn Kvamme и Arne Graue в Институте физики и технологий в Университете Бергена разработали метод для введения CO 2 в гидраты и обращение процесса; тем самым извлечение Ch 4 путем прямого обмена. [ 46 ] Метод Университета Бергена проходит полевые испытания Conocophillips и государственной Японской национальной корпорацией нефти, газа и металлов (Jogmec), а также частично финансируется Министерством энергетики США. Проект уже достиг фазы впрыска и анализировал полученные данные до 12 марта 2012 года. [ 47 ]

12 марта 2013 года исследователи Jogmec объявили, что они успешно извлекли природную газ из замороженного гидрата метана. [ 48 ] Чтобы извлечь газ, специализированное оборудование использовалось для сверления и снижения отложений гидрата, что приводило к отдельности метана от льда. Затем газ собирали и пробирали на поверхность, где он был зажжен, чтобы доказать его присутствие. [ 49 ] По словам представителя отрасли, «это было] первым в мире оффшорным экспериментом, производящим газ из гидрата метана». [ 48 ] Ранее газ был извлечен из залежи на суше, но никогда не из оффшорных отложений, которые гораздо более распространены. [ 49 ] Гидратное поле, из которого был извлечен газ, расположено в 50 километрах (31 миль) от центральной Японии в корыте Нанкай , 300 метров (980 футов) под морем. [ 48 ] [ 49 ] Представитель Jogmec отметил, что «Япония, наконец, может иметь источник энергии, который можно назвать своим». [ 49 ] Морский геолог Микио Сато отметил: «Теперь мы знаем, что удаление возможна. Следующий шаг - увидеть, как далеко может снизить затраты, чтобы сделать технологию экономически жизнеспособной». [ 49 ] По оценкам Японии, в корыте Нанкай насчитывается не менее 1,1 триллиона кубических метров метана, что достаточно, чтобы удовлетворить потребности страны на протяжении более десяти лет. [ 49 ]

И Япония, и Китай объявили в мае 2017 года о прорыве для добычи клатратов метана, когда они извлекали метан из гидратов в Южно -Китайском море . [ 14 ] Китай описал результат как прорыв; Правин Линга из факультета химической и биомолекулярной инженерии в Национальном университете Сингапура согласилась «по сравнению с результатами, которые мы наблюдали из японских исследований, китайским ученым удалось извлечь гораздо больше газа в свои усилия». [ 50 ] Отраслевой консенсус заключается в том, что коммерческое производство остается за много лет. [ 51 ]

Экологические проблемы

[ редактировать ]

Эксперты предупреждают, что воздействие на окружающую среду все еще исследуется, и что метан-парниковой газ с примерно в 25 раз большим потенциалом глобального потепления в течение 100-летнего периода (GWP100), чем углекислый газ-потенциально может выйти в атмосферу, если что-то пойдет не так. [ 52 ] Кроме того, в то время как чище угля, сжигание природного газа также создает выбросы углекислого газа. [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]

Гидраты при обработке природного газа

[ редактировать ]

Рутинные операции

[ редактировать ]

Клатраты метана (гидраты) также обычно образуются во время операций по производству природного газа, когда жидкая вода конденсируется в присутствии метана при высоком давлении. Известно, что более крупные молекулы углеводородов, такие как этан и пропан, также могут образовывать гидраты, хотя более длинные молекулы (бутаны, пентаны) не могут вписаться в структуру водоснабжения и имеют тенденцию дестабилизировать образование гидратов.

После образования гидраты могут блокировать трубопровод и оборудование для переработки. Обычно они затем удаляются путем снижения давления, нагревания или растворяя их химическими средствами (обычно используется метанол). Необходимо соблюдать осторожность, чтобы гарантировать, что удаление гидратов тщательно контролировалось из -за потенциала гидрата, чтобы подвергнуться фазовому переходу из твердого гидрата для высвобождения воды и газообразного метана с высокой скоростью при снижении давления. Быстрое высвобождение метана в закрытой системе может привести к быстрому увеличению давления. [ 15 ]

Как правило, предпочтительнее предотвратить образование гидратов или блокировки оборудования. Это обычно достигается путем удаления воды или добавления этиленгликоля ( МЕГ) или метанола , которые действуют, чтобы ухудшить температуру, при которой образуются гидраты. В последние годы было разработано развитие других форм ингибиторов гидрата, таких как кинетические ингибиторы гидрата (увеличение требуемого подохтевого охлаждения, которое требуется для образования, за счет увеличения скорости образования гидрата) и антиаггломератов, которые не предотвращают Гидраты формируются, но предотвращайте их сопряжение, чтобы блокировать оборудование.

Влияние фазового перехода гидрата во время бурения глубокого воды

[ редактировать ]

При бурении в нефтяных и газовых образованиях погружаются в глубокую воду, газ резервуара может течь в скважину и образовывать газовые гидраты из-за низких температур и высоких давлений, обнаруженных во время бурения глубокого воды. Гидраты газа могут затем течь вверх с буровой грязи или другими разряженными жидкостями. Когда гидраты поднимаются, давление в кольцевой части уменьшается, а гидраты диссоциируются на газ и воду. Расширение быстрого газа выталкивает жидкость из скважины, что еще больше снижает давление, что приводит к большей диссоциации гидрата и дальнейшему выбросу жидкости. Получившиеся насильственное изгнание жидкости из кольца является одной из потенциальных причин или участника «удара». [ 56 ] (Удары, которые могут вызвать выбросы, как правило, не связаны с гидратами: см. Blowout: Formation Kick ).

Меры, которые снижают риск формирования гидрата, включают:

  • Высокие показатели потока, которые ограничивают время для образования гидрата в объеме жидкости, тем самым уменьшая потенциал удара. [ 56 ]
  • Тщательное измерение линейного потока для обнаружения зарождающегося гидрата. [ 56 ]
  • Дополнительная помощь в измерении, когда скорости производства газа низкие, а возможность образования гидрата выше, чем при относительно высоких скоростях потока газа. [ 56 ]
  • Мониторинг хорошо обжарения после его « закрытия » (изолированного) может указывать на образование гидрата. Следуя «Закрытую», давление поднимается, в то время как газ диффундирует через резервуар в отверстие для отверстия ; Скорость повышения давления демонстрирует снижение скорости увеличения при образовании гидратов. [ 56 ]
  • Дополнения энергии (например, энергия, выделяемая путем установки цемента, используемого при завершении скважины), может повысить температуру и преобразовать гидраты в газ, производя «удар».

Восстановление взрыва

[ редактировать ]
Концептуальная схема сдерживания масла, образуя перевернутые воронки, чтобы поднять масло на поверхностные суда. Поблизости затонувшая нефтяная установка находится поблизости.

наблюдалось во время Deepwater Horizon . разлива нефти На достаточной глубине метановые комплексы непосредственно с водой с образованием гидратов метана, как ниже уровня моря, чтобы захватить избегание масла. Это включало в себя размещение 125-тонного купола (276 000 фунтов) на крупнейшую из скважины утечки и передает его на сосуд для хранения на поверхности. [ 57 ] Этот вариант имел потенциал для сбора около 85% протекающей нефти, но ранее был непроверен на таких глубинах. [ 57 ] BP развернуло систему 7–8 мая, но она не удалась из -за накопления метана клатрата внутри купола; с низкой плотностью приблизительно 0,9 г/см 3 Увлажники метана накапливались в куполе, добавляя плавучесть и препятствуя потоку. [ 58 ]

Клатраты метана и изменение климата

[ редактировать ]
Матан клатрат высвобождается в виде газа в окружающую водяную колонну или почвы, когда температура окружающей среды повышается
Гипотеза о пистолете клатрата является предложенным объяснением периодов быстрого потепления во время четвертичной . Гипотеза заключается в том, что изменения потоков в верхних промежуточных водах в океане вызывали колебания температуры, которые попеременно накапливали и иногда высвобождали метановый клатрат на верхних континентальных склонах. Это оказало бы непосредственное влияние на глобальную температуру, поскольку метан является гораздо более мощным парниковым газом, чем углекислый газ . Несмотря на срок службы в атмосфере около 12 лет, потенциал глобального потепления метана в 72 раза больше, чем у углекислого газа в течение 20 лет, и в 25 раз в течение 100 лет (33 года при учете аэрозольных взаимодействий). [ 59 ] Далее предполагается, что эти события потепления вызывали циклы связей и отдельные межстадиальные события, такие как межстадиальные участки Dansgaard -Eschger . [ 60 ]

Большинство отложений метана клатрата находятся в отложениях слишком глубоко, чтобы быстро реагировать, [ 61 ] и моделирование 2007 года Аршером предполагает, что принуждение метана, полученное из них, должно оставаться незначительным компонентом общего парникового эффекта . [ 62 ] Кратранслят откладывает дестабилизируется из самой глубокой части зоны стабильности , которая обычно находится в сотнях метров ниже морского дна. Устойчивое повышение температуры моря в конечном итоге прогревается через осадок и приведет к тому, что самый мелкий, наиболее маргинальный клатрат начнет разрушаться; Но обычно это будет порядок в тысячу лет или более для изменения температуры, чтобы уйти так далеко в морское дно. [ 62 ] Кроме того, последующие исследования по среднегомностному отложениям в Атлантическом и Тихом океане обнаружили, что любой метана, освобожденного от морского дна, независимо Для гидратов невозможно существовать на глубине меньше 550 м (1804 фута). [ 63 ] [ 64 ]

Потенциальное высвобождение метана в восточной сибирской арктической шельфе

Тем не менее, некоторые отложения метана в Арктике намного меньше, чем остальные, что может сделать их гораздо более уязвимыми для потепления. Захваченное месторождение газа на континентальном склоне у Канады в море Бофорта , расположенном в районе небольших конических холмов на дне океана, составляет всего 290 м (951 фут) ниже уровня моря и считается самым мелким известным месторождением гидрата метана. [ 65 ] Тем не менее, восточно-сибирское арктическое шельф в среднем 45 метров глубиной, и предполагается, что под морским днем, запечатанным подэ-силовыми слоями вечной мерзлоты, расположены отложения гидратов. [ 66 ] [ 67 ] Это будет означать, что когда на шельфе потенциально потепление или пинго -подобные особенности, они также будут служить в качестве путей миграции газа для ранее замороженного метана, и много внимания было уделено этой возможности. [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ] Shakhova et al. (2008) оценивают, что не менее 1400 гигатоннов углерода в настоящее время заблокируются в качестве гидратов метана и метана под арктической вечной мерзлотой, а 5–10% этой области подвержены проколоту открытым таликом. Их статья первоначально включала линию, что «выброс до 50 гигатоннов прогнозируемого количества хранения гидрата в значительной степени возможна для резкого выпуска в любое время». Выпуск в этой шкале увеличит содержание метана в атмосфере планеты в течение двенадцати, [ 71 ] [ 72 ] эквивалент на парниковом эффекте к удвоению на уровне CO 2 2008 года .

Это то, что привело к первоначальной гипотезе Gun Clathrate, а в 2008 году Национальная лабораторная система Министерства энергетики Соединенных Штатов [ 73 ] И научная программа по изменению климата Геологической службы Соединенных Штатов, оба выявили потенциальную дестабилизацию клатратной в Арктике как один из четырех наиболее серьезных сценариев для резкого изменения климата, которые были выделены для приоритетных исследований. USCCSP опубликовал отчет в конце декабря 2008 года, оценивая гравитацию этого риска. [ 74 ] Исследование последствий исходной гипотезы в 2012 году, основанное на связанной модели климатического и углеродного цикла ( GCM ), оценивалось в 1000-кратном (от <1 до 1000 ppmv) увеличение метана-за один импульс, из гидратов метана (на основе на основе на основе на основе на основе на основе на основе на основе на основе на основе Оценка количества углерода для PETM, с ~ 2000 GTC), и пришло к выводу, что это повысит атмосферные температуры более чем на 6 ° C в течение 80 лет. Кроме того, углерод, хранящийся в биосфере земли, уменьшится менее чем на 25%, что указывает на критическую ситуацию для экосистем и сельского хозяйства, особенно в тропиках. [ 75 ] Другая оценка литературы в 2012 году идентифицирует гидраты метана на шельфе Восточного Арктического моря в качестве потенциального триггера. [ 76 ]

Также рассмотрен риск сейсмической активности, потенциально ответственной за массовые выбросы метана. В 2012 году сейсмические наблюдения, дестабилизирующие гидрат метана вдоль континентального склона восточной части Соединенных Штатов, после проникновения более теплых океанских течений, предполагает, что подводные оползни могут высвобождать метан. The estimated amount of methane hydrate in this slope is 2.5 gigatonnes (about 0.2% of the amount required to cause the PETM ), and it is unclear if the methane could reach the atmosphere. Тем не менее, авторы исследования предостерегают: «Маловероятно, что западная северная атлантическая маржа является единственной областью, которая испытывает изменяющиеся океанские токи; следовательно, наша оценка 2,5 гигатонны дестабилизирования гидрата метана может представлять собой лишь часть гидрата метана в настоящее время дестабилизирующим глобально глобально глобально глобально . " [ 77 ] Билл МакГуайр может быть угроза оползней подводных лодок отмечает: «Вокруг поля Гренландии , которые менее хорошо изучаются. Гренландия уже поднимает настроение, снижая давление на кору внизу, а также на подводных гидратах метана в осадке вокруг его марги, и повышенная сейсмическая активность может быть очевидна в течение десятилетий, поскольку активные разломы под ледяным потомком выгружаются. Атлантика ". [ 78 ]
Выпуски метана в море Лаптев обычно потребляются в отложениях метанотрофами . Области с высоким осаждением (вверху) подвергают их микробных сообщества постоянному возмущению, и поэтому они наиболее вероятно видят активные потоки, будь то (справа) или без активного восходящего потока (слева). Несмотря на это, годовой релиз может быть ограничен 1000 тонн или меньше. [ 79 ]

Исследования, проведенные в 2008 году в Сибирской Арктике, показали, что выпуски метана по годовой масштабе миллионов тонн, что стало значительным увеличением по предыдущей оценке 0,5 миллиона тонн в год. [ 80 ] Видимо через перфорации в вечной мерзлоте морского дна, [ 70 ] с концентрациями в некоторых регионах, достигающих до 100 раз нормальных уровней. [ 81 ] [ 82 ] Избыток метана был обнаружен в локализованных горячих точках во время перехода реки Лена и границы между морем Лаптев и Восточным Сибирским морем . В то время считалось, что некоторые из таяния являются результатом геологического нагрева, но, как полагают, было связано с большим оттаиванием из -за значительно увеличенных объемов расплавленной воды из сибирских рек, текущих на север. [ 83 ]

К 2013 году одна и та же команда исследователей использовала несколько наблюдений сонаров для количественной оценки плотности пузырьков, исходящих от подводной вечной мерзлоты в океан (процесс, называемый ebullition), и обнаружил, что 100–630 мг метана на квадратный метр ежедневно испускается вдоль Восточного Сибирского. Арктическая полка (ESA), в толще воды. Они также обнаружили, что во время штормов, когда ветер ускоряет газообмен воздушного воздуха, уровни метана в толще воды резко падают. Наблюдения показывают, что высвобождение метана из вечной мерзлоты морского дна будет прогрессировать медленно, а не внезапно. Тем не менее, арктические циклоны, заправленные глобальным потеплением и дальнейшее накопление парниковых газов в атмосфере, могут способствовать более быстрому высвобождению метана из этого источника. В целом, их обновленная оценка теперь составила 17 миллионов тонн в год. [ 84 ]

Тем не менее, эти результаты были вскоре поставлены под сомнение, так как этот показатель годового выпуска будет означать, что только ESAS будет составлять от 28% до 75% наблюдаемых выбросов метана арктических средств, что противоречит многим другим исследованиям. В январе 2020 года было обнаружено, что скорость, с которой метан попадает в атмосферу после того, как она была высвобождена из отложений шельфа в толще воды, была значительно переоценена, а наблюдения за потоками метана атмосферы, взятыми из нескольких кругов кораблей в Арктике Это всего лишь около 3,02 миллиона тонн метана ежегодно выделяется из ESA. [ 85 ] Модельное исследование, опубликованное в 2020 году, показало, что в современных условиях годовое высвобождение метана из ESA может составлять всего 1000 тонн, а 2,6-4,5 млн. Тонн, представляющих пиковый потенциал турбулентных выбросов с шельфа. [ 79 ]

Hong et al. 2017 год изучал просачивание метана в неглубоких арктических морях в море Баренса , недалеко от Шпилькара . Температура на морском дне колебалась сезонно в течение последнего века, между -1,8 ° C (28,8 ° F) до 4,8 ° C (40,6 ° F), она повлияла только на высвобождение метана на глубину около 1,6 метра на осадках- водный интерфейс. Гидраты могут быть стабильными в верхних 60 метрах отложений, а текущие наблюдаемые выпуски происходят из глубже под морским дном. Они приходят к выводу, что повышенный поток метана начался сотни до тысяч лет назад, отметил об этом: «... эпизодическая вентиляция глубоких резервуаров, а не диссоциацию гидрата газа, вызванного потеплением». [ 86 ] Подводя итог его исследования, заявил Хонг:

Результаты нашего исследования показывают, что огромное просачивание, обнаруженное в этой области, является результатом естественного состояния системы. Понимание того, как метан взаимодействует с другими важными геологическими, химическими и биологическими процессами в системе Земли, имеет важное значение и должен быть акцентом нашего научного сообщества. [ 87 ]

Метатан выпускает, специально связанные с диссоциацией гидрата на Svalbard, по -видимому, намного ниже, чем утечки из других источников метана. [ 88 ]

Исследование Klaus Wallmann et al. 2018 год пришел к выводу, что диссоциация гидрата на Шпильбарде 8 000 лет назад произошла из -за изостатического отскока (континентальный подъем после деглацирования ). В результате глубина воды стала более мелкой с меньшим гидростатическим давлением, без дальнейшего потепления. Исследование также показало, что сегодняшние отложения на участке становятся нестабильными на глубине ~ 400 метров из -за сезонного нижнего потепления воды, и остается неясным, связано ли это из -за естественной изменчивости или антропогенного потепления. [ 88 ] Более того, еще одна статья, опубликованная в 2017 году, показала, что только 0,07% от метана, высвобождаемого из диссоциации гидрата газа на Svalbard, по -видимому, достигает атмосферы и обычно только тогда, когда скорость ветра была низкой. [ 89 ] В 2020 году последующее исследование подтвердило, что лишь небольшая доля метана из просачиваний в Svalbard достигает атмосферы, и что скорость ветра оказывает большее влияние на скорость высвобождения, чем растворенную концентрацию метана на месте. [ 90 ]

Наконец, статья, опубликованная в 2017 году, показала, что выбросы метана по меньшей мере от одного поля SEEP на Шалбарде были более чем компенсированы усиленным поглощением углекислого газа из-за значительно повышенной фитопланктонной активности в этой богатой питательными веществами воды. Ежедневное количество углекислого газа, поглощаемого фитопланктоном, составляло 1900 больше, чем количество излучаемого метана, и отрицательное (то есть косвенно охлаждающее) радиационное воздействие от поглощения CO 2 было в 251 раза больше, чем потепление от высвобождения метана. [ 91 ]
В 2018 году перспективная часть, посвященная переклавным моментам в климатической системе, предполагала, что вклад в изменение климата от гидратов метана будет «незначительным» к концу столетия, но может составлять 0,4–0,5 ° C (0,72–0,90 ° F ) на тысячелетнем времени. [ 92 ] В 2021 году отчет о шестом оценке МГЭИК больше не включал гидраты метана в список потенциальных переломных моментов, и говорит, что «очень маловероятно, что выбросы CH 4 из клатратов существенно согреют климатическую систему в течение следующих нескольких столетий». [ 93 ] В отчете также были связаны отложения наземного гидрата с кратерами выбросов газа, обнаруженными на полуострове Ямаль в Сибири , Россия, начиная с июля 2014 года, [ 94 ] Но отметил, что, поскольку гидраты наземного газа преимущественно образуются на глубине ниже 200 метров, можно исключить существенный ответ в течение следующих нескольких столетий. [ 93 ] Аналогичным образом, оценка переломных точек в 2022 году описала гидраты метана как «без порога обратной связи», а не как переломный момент. [ 95 ] [ 96 ]

Гидраты природного газа для хранения газа и транспортировки

[ редактировать ]

Поскольку клатраты метана стабильны при более высокой температуре, чем сжиженный природный газ (СПГ) (-20 против -162 ° C), существует некоторый интерес к превращению природного газа в клатраты (затвердевший природный газ или SNG), а не ликвидация при его транспортировке морские суда . Значительным преимуществом будет то, что производство гидрата природного газа (NGH) из природного газа на терминале потребует меньшего холодильного завода и меньшей энергии, чем СПГ. Сметясь, для 100 тонн транспортируемого метана необходимо транспортировать 750 тонн гидрата метана; Поскольку это потребует корабля в 7,5 раза больше смещения или потребовать больше кораблей, он вряд ли окажется экономически осуществимым. [ Цитация необходима ] Полем В последнее время метатан гидрат получил значительный интерес к крупномасштабному применению стационарного хранения из-за очень мягких условий хранения с включением тетрагидрофурана (THF) в качестве доступа. [ 97 ] [ 98 ] С включением тетрагидрофурана , хотя наблюдается небольшое снижение емкости для хранения газа, было продемонстрировано, что гидраты стали стабильными в течение нескольких месяцев в недавнем исследовании при -2 ° C и атмосферного давления. [ 99 ] Недавнее исследование показало, что SNG может быть образован непосредственно с морской водой вместо чистой воды в сочетании с THF. [ 100 ]

Смотрите также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Средний состав гидрата клатрата метана составляет 1 моль метана на каждые 5,75 молей воды. Наблюдаемая плотность составляет около 0,9 г/см 3 . [ 15 ] Для одного моля метана, которая имеет молярную массу около 16,043 г (см. Метан ), мы имеем 5,75 моль воды, с молярной массой около 18,015 г (см. Свойства воды ), поэтому вместе для каждого крота метана Комплекс клатрата имеет массу 16,043 г + 5,75 × 18,015 г ≈ 119,631 г. Дробный вклад метана в массу затем равен 16,043 г / 119,631 г ≈ 0,1341. Плотность составляет около 0,9 г/см 3 , таким образом, один литр метана клатрата имеет массу около 0,9 кг, а масса содержащегося в нем метана тогда составляет около 0,1341 × 0,9 кг ≈ 0,1207 кг. При плотности как газ 0,716 кг/м 3 (При 0 ° C; см. Информационную коробку в метане ), это доходит до объема 0,1207 / 0,716 м. 3 = 0,1686 м 3 = 168,6 л.
  1. ^ Гидрат газа: что это? , Геологическая служба США, 31 августа 2009 года, архивирована с оригинала 14 июня 2012 года , извлечено 28 декабря 2014 г.
  2. ^ Jump up to: а беременный Хасан, Хуссейн; Романос, Джимми (2023-08-09). «Влияние морских солей на фазовое поведение и синтез гидратов метана + THF: экспериментальное и теоретическое исследование» . Исследования промышленной и инженерной химии . 62 (31): 12305–12314. doi : 10.1021/acs.iecr.3c00351 . ISSN   0888-5885 .
  3. ^ Sánchez, M.; Santamarina, C.; Teymouri, M.; Gai, X. (2018). «Связанное численное моделирование газового гидрата-среды: от лабораторного до полевого анализа» (PDF) . Журнал геофизических исследований: твердая земля . 123 (12): 10, 326–10, 348. BIBCODE : 2018JGRB..12310326S . doi : 10.1029/2018JB015966 . HDL : 10754/630330 . S2CID   134394736 .
  4. ^ Teymouri, M.; Sánchez, M.; Сантамарина, С. (2020). «Псевдо-кинетическая модель для моделирования фазовых изменений в газовом гидратном осадке» . Морская и нефтяная геология . 120 : 104519. BIBCODE : 2020MARPG.12004519T . doi : 10.1016/j.marpetgeo.2020.104519 . HDL : 10754/664452 .
  5. ^ Чонг, Zr; Ян, SHB; Бабу, П.; Linga, P.; Li, X.-S. (2016). «Обзор гидратов природного газа как энергетический ресурс: перспективы и проблемы». Прикладная энергия . 162 : 1633–1652. doi : 10.1016/j.apenergy.2014.12.061 .
  6. ^ Hassanpouryouzband, Aliakbar; Joonaki, Edris; Вашегани Фарахани, Мехрддад; Такея, Сатоши; Руппел, Кэролин; Ян, Джинхай; J. English, Niall; М. Шикс, Джудит; Эдлманн, Катриона; Мехрабиан, Хади; М. Аман, Захари; Тохиди, Бахман (2020). «Газовые гидраты в устойчивой химии» . Обзоры химического общества . 49 (15): 5225–5309. doi : 10.1039/c8cs00989a . HDL : 1912/26136 . PMID   32567615 . S2CID   219971360 .
  7. ^ Роальд Хоффманн (2006). "Старый газ, новый газ" . Американский ученый . 94 (1): 16–18. doi : 10.1511/2006.57.16 .
  8. ^ Люти, D; Флох, м; Беретер, б; Чертен, t; Барнола, JM; Siegenthaler, U; Raynaud, D; Jouzel, J; И др. (2008). «Концентрация диоксида углерода с высоким разрешением записывается на 650 000–800 000 лет до настоящего времени» (PDF) . Природа . 453 (7193): 379–382. Bibcode : 2008nnater.453..379L . Doi : 10.1038/nature06949 . PMID   18480821 . S2CID   1382081 .
  9. ^ Уолманн; и др. (2018). «Диссоциация гидрата газа от Svalbard, вызванного изостатическим отскоком, а не глобальным потеплением» . Природная связь . 9 (1): 83. Bibcode : 2018natco ... 9 ... 83W . doi : 10.1038/s41467-017-02550-9 . PMC   5758787 . PMID   29311564 .
  10. ^ Мау, с.; Römer, M.; Торрес, я; Bussmann, я.; Pape, T.; Damm, E.; Geprägs, P.; Wintersteller, P.; HSU, C.W.; Loher, M.; Борманн, Г. (23 февраля 2017 г.). «Широко распространенное просачивание метана вдоль континентального края у Свалбарда - от Бьёрнёйя до Конгсфьордена» . Научные отчеты . 7 : 42997. Bibcode : 2017natsr ... 742997M . doi : 10.1038/srep42997 . PMC   5322355 . PMID   28230189 . S2CID   23568012 .
  11. ^ Полман, Джон У.; Грейнерт, Йенс; Руппел, Кэролин; Силакова, Анна; Vielstädte, Lisa; Кассо, Майкл; Миенерт, Юрген; Бюнц, Стефан (1 февраля 2020 г.). «Усиленное поглощение CO2 на мелководном поля Арктического океана ошеломляет потенциал положительного потепления излучаемого метана» . Биологические науки . 114 (21): 5355–5360. doi : 10.1073/pnas.1618926114 . PMC   5448205 . PMID   28484018 .
  12. ^ Fox-Kemper, B.; Хьюитт, HT ; Xiao, C.; Adalgeirsdóttir, G.; Drijfhout, ss; Эдвардс, TL; Голледж, NR; Hemer, M.; Kopp, re; Krinner, G.; Микс, А. (2021). Masson-Delmotte, V.; Zhai, P.; Pirani, A.; Коннорс, SL; Péan, C.; Berger, S.; Caud, N.; Chen, Y.; Goldfarb, L. (Eds.). «Глава 5: Глобальные углеродные и другие биогеохимические циклы и отзывы» (PDF) . Изменение климата 2021: Основа физической науки. Вклад рабочей группы I в шестой отчет об оценке межправительственной группы по изменению климата . Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью -Йорк, Нью -Йорк, США: 5. DOI : 10.1017/9781009157896.011 .
  13. ^ Schellnhuber, Hans Joachim; Винкельманн, Рикарда; Шеффер, Мартен; Лейд, Стивен Дж.; Fetzer, Ingo; Donges, Джонатан Ф.; Распятие, Мишель; Корнелл, Сара Э.; Барноски, Энтони Д. (2018). «Траектории земной системы в антропоцене» . Труды Национальной академии наук . 115 (33): 8252–8259. Bibcode : 2018pnas..115.8252S . doi : 10.1073/pnas.1810141115 . ISSN   0027-8424 . PMC   6099852 . PMID   30082409 .
  14. ^ Jump up to: а беременный в «Китай претендует на прорыв в добыче« легковоспламеняющийся лед » » . Би -би -си. 19 мая 2017 года.
  15. ^ Jump up to: а беременный в Макс, Майкл Д. (2003). Гидрат природного газа в средах океанических и вечной мерзлоты . Kluwer Academic Publishers. п. 62. ISBN  978-0-7923-6606-5 .
  16. ^ Дек, Стивен Ф.; Боулер, Кристин Е.; Stadterman, Laura L.; Ко, Кэролин А.; Слоан, Э. Денди (2006). «Прямая мера гидратации числа водного метана». J. Am. Химический Соц 128 (2): 414–415. doi : 10.1021/ja055283f . PMID   16402820 . ПРИМЕЧАНИЕ. Число 20 называется магическим числом, равным количеству, найденному для количества молекул воды, окружающих ион гидрония .
  17. ^ Guggenheim, S; Koster Van Groos AF (2003). «Новая фаза газа-гидрата: синтез и стабильность интеркалата гидрата глины». Геология . 31 (7): 653–656. Bibcode : 2003geo .... 31..653g . doi : 10.1130/0091-7613 (2003) 031 <0653: ngpsas> 2.0.co; 2 .
  18. ^ Vanneste, M.; Де Батист, м; Голмшток, а; Кремлев, а; Versteeg, W; и др. (2001). «Многочастотное сейсмическое исследование газовых гидратных отложений в озере Байкал, Сибирь» . Морская геология . 172 (1–2): 1–21. Bibcode : 2001mgeol.172 .... 1V . doi : 10.1016/s0025-3227 (00) 00117-1 .
  19. ^ Jump up to: а беременный в Kvenvolden, K. (1995). «Обзор геохимии метана в гидрате природного газа» (PDF) . Органическая геохимия . 23 (11–12): 997–1008. Bibcode : 1995Rogeo..23..997k . doi : 10.1016/0146-6380 (96) 00002-2 . Архивировано из оригинала (PDF) 28 декабря 2014 года . Получено 28 декабря 2014 года .
  20. ^ Мишра, CK; Деванган, P; Мухопадхьяй, R; Банерджи, D (август 2021 г.). «Доступно онлайн 7 мая 2021 г. 1875-5100/© 2021 Elsevier BV Все права защищены. Моделирование скорости и анализ атрибутов, чтобы понять гидраты газа и свободную газовую систему в бассейне Маннар, Индия» . Журнал науки о природном газе и технике . 92 : 104007. DOI : 10.1016/j.jngse.2021.104007 . S2CID   2355444441 .
  21. ^ Слоан, Э. Денди (2008). Клатрат гидраты природных газов . Кэролин А. Ко (3 -е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN  978-1-4200-0849-4 Полем OCLC   85830708 .
  22. ^ Мишра, CK; Деванган, P; Шрирам, G; Кумар, а; Дакара, G (2020). «Пространственное распределение отложений гидрата газа в морском бассейне Кришна-Годавари, Бенгальского залива» . Морская и нефтяная геология . 112 : 104037. BIBCODE : 2020MARPG.11204037M . doi : 10.1016/j.marpetgeo.2019.104037 .
  23. ^ Kvenvolden, KA (1993). «Гидраты-гидраты-геологические перспективы и глобальные изменения» . Отзывы геофизики . 31 (2): 173–187. Bibcode : 1993rvgeo..31..173k . doi : 10.1029/93rg00268 .
  24. ^ Руппел, Кэролин, Гидраты метана и будущее природного газа (PDF) , проект газовых гидратов, Вудс -Хоул, Массачусетс: Геологическая служба США, архивировав из оригинала (PDF) 6 ноября 2015 года , 28 декабря 2014 г.
  25. ^ Jump up to: а беременный Диккенс, Гр; Паул CK; Уоллес П. (1997). «Прямое измерение количества метана in situ в большом водохранилище газо-гидрата» (PDF) . Природа . 385 (6615): 426–428. Bibcode : 1997natur.385..426d . doi : 10.1038/385426A0 . HDL : 2027.42/62828 . S2CID   4237868 .
  26. ^ Лесли Р. Сауттер. «Профиль юго -восточной континентальной края США» . NOAA Ocean Explorer . Национальное управление океанического и атмосферного лица (NOAA) . Получено 3 января 2015 года .
  27. ^ Kvenvolden, 1998 (неполный реф)
  28. ^ Синидер, Глен Т.; Matsumoto, Ryo; Сузуки, Йохи; Кудука, Марико; Какизаки, Йошихиро; Чжан, Начонг; Томару, Хитоши; Сано, Юджи; Такахата, Наото; Танака, Кетаро; Боуден, Стивен А. (2020-02-05). «Доказательства в Японском море микродоломита минерализация в микробомах гидрата газа » Научные отчеты 10 (1): 1876. Bibcode : 202020natsr..10.1876s . Doi : 10.1038/s41598-020-58723-y . ISSN   2045-2  7002378PMC PMID   32024862
  29. ^ Kvenvolden, 1993 (неполный реф)
  30. ^ Dickens 1995 (неполный реф)
  31. ^ Снайдер, Глен Т.; Сано, Юджи; Такахата, Наото; Matsumoto, Ryo; Какизаки, Йошихиро; Томару, Хитоши (2020-03-05). «Магматические жидкости играют роль в развитии активных газовых дымоходов и массивных газовых гидратов в Японском море» . Химическая геология . 535 : 119462. Bibcode : 2020CHGEO.53519462S . doi : 10.1016/j.chemgeo.2020.119462 . ISSN   0009-2541 .
  32. ^ Matsumoto, R. (1995). "Причины Δ 13 гипотеза газа » . « газа Гидрат C и новая Аномалии карбонатов
  33. ^ Matsumoto, R.; Watanabe, Y.; Сато, м.; Okada, H.; Hiroki, Y.; Кавасаки, М. (1996). «Распределение и возникновение гидратов морских газов - предварительные результаты ноги ODP 164: бурение Blake Ridge» . J. Geol. Соц Япония 102 (11). ODP Leg 164 Shipboard Scientific Party: 932–944. doi : 10.5575/geosoc.102.932 .
  34. ^ «Клатраты - малоизвестные компоненты глобального углеродного цикла» . Othomas.Web.Wesleyan.edu. 2000-04-13 . Получено 2013-03-14 .
  35. ^ «Купола замороженного метана может быть предупреждающими знаками для новых взрывов» . Phys.org. 2017.
  36. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Милоков, Ав (2004). «Глобальные оценки гидратного газа в морских отложениях: сколько на самом деле существует?». Земля-наука обзоров . 66 (3–4): 183–197. Bibcode : 2004esrv ... 66..183m . doi : 10.1016/j.earscirev.2003.11.002 .
  37. ^ Trofimuk, A. A.; N. V. Cherskiy; V. P. Tsarev (1973). "[Accumulation of natural gases in zones of hydrate—formation in the hydrosphere]". Doklady Akademii Nauk SSSR (in Russian). 212 : 931–934.
  38. ^ USGS World Energy Team, 2000. Геологическая служба США Всемирная нефтяная оценка 2000 - пописание и результаты. USGS Digital Data Series DDS-60.
  39. ^ Macdonald, GJ (1990). «Роль метана клатратов в прошлом и будущем климате». Климатическое изменение . 16 (3): 247–281. Bibcode : 1990clch ... 16..247m . doi : 10.1007/bf00144504 . S2CID   153361540 .
  40. ^ Баффет, Брюс; Дэвид Арчер (15 ноября 2004 г.). «Глобальный инвентарь метана клатрата: чувствительность к изменениям в глубоком океане» (PDF) . Земля и планетарные научные письма . 227 (3–4): 185–199. Bibcode : 2004e & psl.227..185b . doi : 10.1016/j.epsl.2004.09.005 . Предпочтительный ... глобальная оценка 3 18 G ... Оценки глобального запаса метана клатрата могут превышать 10 19 г углерода
  41. ^ Томас, Броди (2008-03-31). «Исследователи извлекают метатан газ из -под вечной мерзлоты» . Северные новостные службы . Архивировано из оригинала 2008-06-08 . Получено 2008-06-16 .
  42. ^ «Геологическая служба Канады, Mallik 2002» . Природные ресурсы Канада . 2007-12-20. Архивировано из оригинала 29 июня 2011 года . Получено 2013-03-21 .
  43. ^ Макс, Майкл Д.; Джонсон, Артур Х. (2016-01-01). «Экономические характеристики глубоководного гидрата природного газа». Исследование и производство гидрата океанического природного газа . Springer International Publishing. С. 39–73. doi : 10.1007/978-3-319-43385-1_2 . ISBN  9783319433844 Полем S2CID   133178393 .
  44. ^ Манн, Чарльз С. (апрель 2013 г.). "Что если у нас никогда не кончат нефть?" Полем Атлантический ежемесячный . Получено 23 мая 2013 года .
  45. ^ «Соглашения о повышении двусторонних связей» . Chinadaily.com.cn. 2006-08-25 . Получено 2013-03-14 .
  46. ^ «Норвежские исследователи, стоящие за энергетической революцией, VB Nett, на норвежском языке» . Vg.no. Май 2007 г. Получено 2013-03-14 .
  47. ^ «Национальная программа исследований и разработок метана гидратов, проектов DOE/NETL Methen Gydrate» . Netl.doe.gov. 2013-02-19. Архивировано из оригинала 2013-08-17 . Получено 2013-03-14 .
  48. ^ Jump up to: а беременный в «Японская экстракта газ из метана гидрата в мире первым» . Би -би -си. 12 марта 2013 года . Получено 13 марта 2013 года .
  49. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Хироко Табучи (12 марта 2013 г.). «Энергетический переворот для Японии:« легковоспламеняющийся лед » . Нью -Йорк Таймс . Получено 14 марта 2013 года .
  50. ^ «Китай претендует на прорыв в« легковоспламеняющемся льду » . BBC News . 2017-05-19.
  51. ^ «Китай и Япония находят способ извлечь« горючий лед »из морского дна, используя легендарное замороженное ископаемое топливо» . 19 мая 2017 года.
  52. ^ Хаусман, Сэнди (2018-05-31). «Огонь и лед: неиспользованное ископаемое топливо, которое может спасти или разрушить наш климат» . DW.com . Получено 2019-09-14 .
  53. ^ Макфарлейн, Алек (19 мая 2017 г.). «Китай делает прорыв« легковоспламеняющийся лед »в Южно -Китайском море» . Cnnmoney . Получено 11 июня 2017 года .
  54. ^ Андерсон, Ричард (17 апреля 2014 г.). "Метан гидрат: грязное топливо или энергетический спаситель?" Полем BBC News . Получено 11 июня 2017 года .
  55. ^ Дин, Signe (23 мая 2017 г.). «Китай только что извлекал газ из« легковоспламеняющегося льда », и это может привести к совершенному источнику энергии» . Sciencealert . Получено 11 июня 2017 года .
  56. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Ван, Чжиюань; Sun Baojiang (2009). «Кольцевое многофазное поведение потока при глубоководном бурении и влияние фазового перехода гидрата» . Нефтяная наука . 6 (1): 57–63. Bibcode : 2009petsc ... 6 ... 57w . doi : 10.1007/s12182-009-0010-3 .
  57. ^ Jump up to: а беременный Победа, Дэвид (2010-05-03). «Команда реагирования на разлив нефти в США: планируйте развернуть купол через 6–8 дней» . Wall Street Journal . Dow Jones & Company. Архивировано из оригинала 6 мая 2010 года . Получено 2013-03-21 .
  58. ^ Кресей, Даниэль (10 мая 2010 г.). «Гигантский купол не может исправить нефтяную катастрофу Deepwater Horizon» . Nature.com . Получено 10 мая 2010 года .
  59. ^ Шинделл, Дрю Т.; Фалувеги, Грег; Кох, Дороти М.; Шмидт, Гэвин А.; Унгер, Надин ; Бауэр, Сюзанна Э. (2009). «Улучшенная атрибуция климатического принуждения к выбросам» . Наука . 326 (5953): 716–718. Bibcode : 2009Sci ... 326..716s . doi : 10.1126/science.1174760 . PMID   19900930 . S2CID   30881469 .
  60. ^ Кеннетт, Джеймс П.; Cannariato, Kevin G.; Хенди, Ингрид Л.; Бехл, Ричард Дж. (2003). Метан гидраты в четвертичном изменении климата: гипотеза клатратного оружия . Вашингтон, округ Колумбия: Американский геофизический союз . doi : 10.1029/054sp . ISBN  978-0-87590-296-8 .
  61. ^ Арчер, Д.; Баффет, Б. (2005). «Зависимый от времени ответ глобального водохранилища океана на климатическое и антропогенное воздействие» (PDF) . Геохимия, геофизика, геосистемы . 6 (3): Q03002. Bibcode : 2005ggg ..... 6.3002a . doi : 10.1029/2004GC000854 .
  62. ^ Jump up to: а беременный Арчер Д. (2007). «Стабильность метана гидрата и антропогенное изменение климата» (PDF) . Биогеонов . 4 (4): 521–544. Bibcode : 2007bgeo .... 4..521a . doi : 10.5194/bg-4-521-2007 . См. Также Краткое изложение блога Archived 2007-04-15 в The Wayback Machine .
  63. ^ Джунг, Донгжу; Руппел, Кэролин; Саутон, Джон; Вебер, Томас С.; Кесслер, Джон Д. (17 октября 2022 г.). «Незначительный атмосферный высвобождение метана от разлагающихся гидратов в средневодочных океанах». Природа Геонаука . 15 (11): 885–891. Bibcode : 2022natge..15..885j . doi : 10.1038/s41561-022-01044-8 . S2CID   252976580 .
  64. ^ «Древний метан океана не является непосредственной угрозой изменения климата» . Phys.org . 18 октября 2022 года . Получено 6 июля 2023 года .
  65. ^ Корбин, Зоэ (7 декабря 2012 г.). «Запертый парниковый газ в Арктическом море может быть« климатической канарейкой » . Природа . doi : 10.1038/nature.2012.11988 . S2CID   130678063 . Получено 12 апреля 2014 года .
  66. ^ Shakhova, N.; Semiletov, i.; Panteleev, G. (2005). «Распределение метана на сибирских арктических полках: последствия для цикла морского метана» . Геофизические исследования . 32 (9): L09601. Bibcode : 2005georl..32.9601s . doi : 10.1029/2005gl022751 .
  67. ^ «Арктический метан, проведенный на сибирском шельфе, часть 1 - фон» . SkepticalScience . 2012
  68. ^ «Взаимодействие с гидратом климата» . USGS . 14 января 2013 года.
  69. ^ Шахова, Наталья; Semiletov, Igor (30 ноября 2010 г.). «Высвобождение метана с восточно -сибирского арктического шельфа и потенциал для резкого изменения климата» (PDF) . Получено 12 апреля 2014 года .
  70. ^ Jump up to: а беременный «Метан, пузыревая через морское дно, создает подводные холмы» (пресс -релиз). Исследовательский институт Аквариума Монтерей Бэй . 5 февраля 2007 года. Архивировано с оригинала 11 октября 2008 года.
  71. ^ Shakhova, N.; Semiletov, i.; Salyuk, A.; Космач Д. (2008). «Аномалии метана в атмосфере над Восточным Сибирским шельфом: есть ли какие -либо признаки утечки метана из неглубоких гидратов (PDF) . Геофизические исследования тезисы . 10 : 01526. Архивировано из оригинала (PDF) 2012-12-22 . Получено 2008-09-25 .
  72. ^ Mrasek, Volker (17 апреля 2008 г.). «В Сибири открывается магазин парниковых газов» . Spiegel International Online . Российские ученые оценили, что может произойти, когда этот сибирский оттаивание велослоты полностью и все сохраняется сохраненный газ. Они считают, что содержание метана в атмосфере планеты увеличит двенадцать раз.
  73. ^ Preuss, Paul (17 сентября 2008 г.). «Воздействия: на порог резких изменений климата» . Лоуренс Беркли Национальная лаборатория.
  74. ^ CCSP; и др. (2008). Резкое изменение климата. Отчет Учебной программы по изменению климата США и подкомитетом по исследованиям в области глобальных изменений . Кларк. Рестон В.А.: Геологическая служба США. Архивировано с оригинала 2013-05-04.
  75. ^ Ацуши Обата; Kiyotaka Shibata (20 июня 2012 г.). «Повреждение биосферы земли из-за интенсивного потепления на 1000-кратное быстрое увеличение атмосферного метана: оценка с моделью климата-углеродного цикла» . J. Климат . 25 (24): 8524–8541. Bibcode : 2012jcli ... 25.8524o . doi : 10.1175/jcli-d-11-00533.1 .
  76. ^ Сержиенко, VI; и др. (Сентябрь 2012 г.). «Разрушение подводной вечной мерзлоты и разрушение гидратов на шельфе Восточного Арктического моря в качестве потенциальной причины« метановой катастрофы »: некоторые результаты интегрированных исследований в 2011 году» (PDF) . Doklady Earth Sciences . 446 (1): 1132–1137. Bibcode : 2012dokes.446.1132S . doi : 10.1134/s1028334x12080144 . ISSN   1028-334X . S2CID   129638485 .
  77. ^ Phrampus, BJ; Хорнбах, MJ (24 декабря 2012 г.). «Недавние изменения в Gulf Stream, вызывающие широкую дестабилизацию гидрата газа». Природа . 490 (7421): 527–530. doi : 10.1038/nature.2012.11652 . PMID   23099408 . S2CID   131370518 .
  78. ^ «Билл МакГуайр: моделирование предлагает с таянием ледяной камеры, увеличение вулканической активности» . Climataitestate.com . 2014.
  79. ^ Jump up to: а беременный Пуглин, Маттео; Бровкин, Виктор; Редье, Пьер; Арндт, Сандра (26 июня 2020 года). «Оценка потенциала не турбалентного метана сбегает от восточно-сибирского арктического шельфа» . Биогеонов . 17 (12): 3247–3275. Бибкод : 2020bgeo ... 17.3247p . doi : 10.5194/bg-17-3247-2020 . HDL : 21.11116/0000-0003-FC9E-0 . S2CID   198415071 .
  80. ^ Shakhova, N.; Semiletov, i.; Salyuk, A.; Космач, Д.; Bel'cheva, N. (2007). «Высвобождение метана на Арктическом Восточном Сибирском шельфе» (PDF) . Геофизические исследования тезисы . 9 : 01071.
  81. ^ Коннор, Стив (23 сентября 2008 г.). «Эксклюзив: бомба с метаном временного времени» . Независимый . Получено 2008-10-03 .
  82. ^ Коннор, Стив (25 сентября 2008 г.). «Сотни метана», которые были обнаружены » . Независимый . Получено 2008-10-03 .
  83. ^ Перевод записи в блоге Орджан Густафссон, лидер исследования экспедиции , 2 сентября 2008 г.
  84. ^ Шахова, Наталья; Семялетов, Игорь; Лейфер, Ира; Сержиенко, Валентин; Сальюк, Анатолия; Космач, Денис; Черних, Денис; Стаббс, Крис; Никольский, Дмитрий; Tumskoy, Vladimir; Густафссон, Орджан (24 ноября 2013 г.). «Освобождение и вызванное штормом высвобождение метана с восточного сибирского арктического шельфа» . Природа . 7 (1): 64–70. Bibcode : 2014natge ... 7 ... 64 с . doi : 10.1038/ngeo2007 .
  85. ^ Торнтон, Бретт Ф.; Прайтерх, Джон; Андерссон, Кристиан; Брукс, Ян М.; Солсбери, Доминик; Tjernström, Michael; КРИЛ, Патрик М. (29 января 2020 г.). «Корабельные вихревые ковариационные наблюдения за потоками метана ограничивают выбросы арктического моря» . Наука достижения . 6 (5): Eaay7934. Bibcode : 2020scia .... 6.7934t . doi : 10.1126/sciadv.aay7934 . PMC   6989137 . PMID   32064354 .
  86. ^ Хонг, Вэй-Ли; Торрес, Марта Э.; Кэрролл, Джолинн; Cremière, Antoine; Panieri, Джулиана; Яо, Хайи; Серов, Павел (2017). «Просачивание из арктического мелковода -газового водохранилища нечувствительна к мгновенному потеплению океана» . Природная связь . 8 (1): 15745. Bibcode : 2017natco ... 815745h . doi : 10.1038/ncomms15745 . ISSN   2041-1723 . PMC   5477557 . PMID   28589962 .
  87. ^ Кейдж (23 августа 2017 г.). «Исследование обнаруживает гипотезу гидратного оружия маловероятным» . Phys.org.
  88. ^ Jump up to: а беременный Уолманн; и др. (2018). «Диссоциация гидрата газа от Svalbard, вызванного изостатическим отскоком, а не глобальным потеплением» . Природная связь . 9 (1): 83. Bibcode : 2018natco ... 9 ... 83W . doi : 10.1038/s41467-017-02550-9 . PMC   5758787 . PMID   29311564 .
  89. ^ Мау, с.; Römer, M.; Торрес, я; Bussmann, я.; Pape, T.; Damm, E.; Geprägs, P.; Wintersteller, P.; HSU, C.W.; Loher, M.; Борманн, Г. (23 февраля 2017 г.). «Широко распространенное просачивание метана вдоль континентального края у Свалбарда - от Бьёрнёйя до Конгсфьордена» . Научные отчеты . 7 : 42997. Bibcode : 2017natsr ... 742997M . doi : 10.1038/srep42997 . PMC   5322355 . PMID   28230189 . S2CID   23568012 .
  90. ^ Силакова, Анна; Янссон, Пяр; Серов, Павел; Ферре, Бенедикт; Павлов, Алексей К.; Хаттерманн, разорван; Грейвс, Кэролин А.; Платт, Стивен М.; Лунд Майре, Катрин; Грюнджер, Фридерике; Ниманн, Хельж (1 февраля 2020 г.). «Физический контроль динамики вентиляции метана из неглубокой зоны просачивания к западу от Шпирбарда» . Континентальное исследование шельфа . 194 : 104030. Bibcode : 2020CSR ... 19404030S . doi : 10.1016/j.csr.2019.104030 . HDL : 10037/16975 . S2CID   214097236 .
  91. ^ Полман, Джон У.; Грейнерт, Йенс; Руппел, Кэролин; Силакова, Анна; Vielstädte, Lisa; Кассо, Майкл; Миенерт, Юрген; Бюнц, Стефан (1 февраля 2020 г.). «Усиленное поглощение CO2 на мелководном поля Арктического океана ошеломляет потенциал положительного потепления излучаемого метана» . Биологические науки . 114 (21): 5355–5360. doi : 10.1073/pnas.1618926114 . PMC   5448205 . PMID   28484018 .
  92. ^ Schellnhuber, Hans Joachim; Винкельманн, Рикарда; Шеффер, Мартен; Лейд, Стивен Дж.; Fetzer, Ingo; Donges, Джонатан Ф.; Распятие, Мишель; Корнелл, Сара Э.; Барноски, Энтони Д. (2018). «Траектории земной системы в антропоцене» . Труды Национальной академии наук . 115 (33): 8252–8259. Bibcode : 2018pnas..115.8252S . doi : 10.1073/pnas.1810141115 . ISSN   0027-8424 . PMC   6099852 . PMID   30082409 .
  93. ^ Jump up to: а беременный Fox-Kemper, B.; Хьюитт, HT ; Xiao, C.; Adalgeirsdóttir, G.; Drijfhout, ss; Эдвардс, TL; Голледж, NR; Hemer, M.; Kopp, re; Krinner, G.; Микс, А. (2021). Masson-Delmotte, V.; Zhai, P.; Pirani, A.; Коннорс, SL; Péan, C.; Berger, S.; Caud, N.; Chen, Y.; Goldfarb, L. (Eds.). «Глава 5: Глобальные углеродные и другие биогеохимические циклы и отзывы» (PDF) . Изменение климата 2021: Основа физической науки. Вклад рабочей группы I в шестой отчет об оценке межправительственной группы по изменению климата . Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью -Йорк, Нью -Йорк, США: 5. DOI : 10.1017/9781009157896.011 .
  94. ^ Moskvitch, Katia (2014). «Таинственный сибирский кратер, приписываемый метанам» . Природа . doi : 10.1038/nature.2014.15649 . S2CID   131534214 . Архивировано с оригинала 2014-11-19 . Получено 2014-08-04 .
  95. ^ Армстронг Маккей, Дэвид; Абрамс, Джесси; Винкельманн, Рикарда; Sakschewski, Boris; Лориани, Сина; Fetzer, Ingo; Корнелл, Сара; Рокстрем, Йохан; Стаал, Ари; Лентон, Тимоти (9 сентября 2022 г.). «Превышение 1,5 ° C Глобальное потепление может вызвать несколько моментов климата» . Наука . 377 (6611): EABN7950. doi : 10.1126/science.abn7950 . HDL : 10871/131584 . ISSN   0036-8075 . PMID   36074831 . S2CID   252161375 .
  96. ^ Армстронг Маккей, Дэвид (9 сентября 2022 г.). «Превышение 1,5 ° C глобальное потепление может вызвать несколько климатических точек переплета - бумажный объяснитель» . Климат ​Получено 2 октября 2022 года .
  97. ^ Велусвами, Хари Пракаш; Вонг, Элисон Цзя Хуэй; Бабу, Понниваван; Кумар, Раджниш; Кулпратипаня, Санти; Rangsunvigit, Pramoch; Линга, Правин (2016). «Быстрое образование гидрата метана для разработки экономически эффективной крупномасштабной системы хранения энергии». ХИМИЧЕСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ЖУРНАЛ . 290 : 161–173. Doi : 10.1016/j.cej.2016.01.026 .
  98. ^ Велусвами, Хари Пракаш; Кумар, Эшес; SEO, Ютаке; Ли, Джу Донг; Линга, Правин (2018). «Обзор затвердевшего природного газа (SNG) для хранения газа посредством мадрятов клатрата». Прикладная энергия . 216 : 262–285. doi : 10.1016/j.apenergy.2018.02.059 .
  99. ^ Кумар, Эшес; Велусвами, Хари Пракаш; Линга, Правин; Кумар, Раджниш (2019). «Исследования молекулярного уровня и анализ стабильности смешанных метана-тетрагидрофурановых гидратов: значение для хранения энергии». Топливо . 236 : 1505–1511. doi : 10.1016/j.fuel.2018.09.126 . S2CID   104937420 .
  100. ^ Кумар, Эшес; Велусвами, Хари Пракаш; Кумар, Раджниш; Линга, Правин (2019). «Прямое использование морской воды для быстрого хранения метана через гидраты клатрата (SII)». Прикладная энергия . 235 : 21–30. doi : 10.1016/j.apenergy.2018.10.085 . S2CID   106395586 .
[ редактировать ]

Исследовать

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 663141aafff8ab38b34cf0eba936c299__1718620020
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/66/99/663141aafff8ab38b34cf0eba936c299.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Methane clathrate - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)