Klatraty metanu przyczyną PETM?
Około 56 milionów lat temu, czyli 9 milionów lat po upadku meteorytu, który zabił dinozaury, na Ziemi doszło do kolosalnych zmian klimatycznych. Temperatura na planecie wzrosła o 6 stopni Celsjusza. Wyższa temperatura utrzymywała się przez około 150 000 lat, gdyż tyle czasu potrzeba było, by nadmiar węgla w oceanach i atmosferze został wchłonięty i uwięziony w osadach dennych.
Przyczyną paleoceńsko-eoceńskie maksimum termicznego (PETM) było pojawienie się w atmosferze i oceanach około 2,5 biliona ton węgla. Istnieje wiele teorii na temat jego pochodzenia. Niektórzy twierdzą, że został on wyrzucony przez wulkany, według innych pochodził on z pożarów torfowisk lub został przyniesiony przez meteoryty.
Problem jednak w tym, że nie ma żadnych dowodów na masowe pożary, uderzenia meteorytów, żadnych warstw sadzy.
Naukowcy z Rice University uważają, że węgiel pochodził z bogatych w metan klatratów znajdujących się pod dnem morskim.
Gdy morskie organizmy obumierają, opadają na dno i rozkładają się. Ciśnienie wody oraz jej niska temperatura nie dopuszczają do ucieczki metanu. Jego molekuły zostają uwięzione przez wodę i powstają bogate weń hydraty.
Jako że w okresie przed PETM wody oceanów były cieplejsze niż obecnie, uważa się, iż warstwa, w której mogły powstawać hydraty była znacznie cieńsza, a zatem samych hydratów było mniej.
Naukowcy z Rice stwierdzili jednak, że klatratów mogło być równie dużo, co obecnie. Zastosowaliśmy modele numeryczne i odkryliśmy, że jeśli oceany były cieplejsze, zawierały mniej rozpuszczonego tlenu, a kinetyka formowania się metanu była w nich szybsza - mówi profesor chemii George Hirasaki. Im mniej tlenu rozkładającego materię organiczną, tym więcej opada jej na dno. Tam, w wyższej temperaturze, mikroorganizmy szybciej zmieniają ją w metan. Z tego wynika, że mimo iż strefa, w której mogą powstawać hydraty jest mniejsza, to samych hydratów może być równie dużo co obecnie.
Wciąż pozostaje zagadką, jakie wydarzenie mogło doprowadzić do szybkiego uwolnienia metanu z klatratów. Uczeni z Rice udowodnili jednak, że nie wolno ich wykluczać jako źródła nadmiarowego węgla, który pojawił się w atmosferze przed 56 milionami lat.
Naukowcy ostrzegają, że ludzkość, spalając paliwa kopalne, może uruchomić mechanizm gwałtownego uwalniania się metanu z klatratów. Z drugiej jednak strony zauważają, że same klatraty mogą być bardzo dobrym źródłem czystej energii, gdyż spalany metan emituje mniej dwutlenku węgla niż inne paliwa kopalne.
Komentarze (12)
waldi888231200, 12 listopada 2011, 04:49
Co za bzdura?? Aby uzyskać energię cieplną trzeba utlenić odpowiednią ilość węgla i to do dwutlenku właśnie, powinno być "emitują mniej zanieczyszczeń siarkowych , tlenku węgla i pyłów niż pozostałe paliwa kopalne".
mikroos, 12 listopada 2011, 09:58
Wprost przeciwnie. W metanie masz 4 wiązania węgiel-wodór, w których jest zmagazynowana dodatkowa energia.
waldi888231200, 13 listopada 2011, 13:20
CH4 dobrze utleniony to CO2+2H2O masz rację , tym bardziej że utlenianie wodoru to wydajna reakcja.
Zastanawia mnie czy potężne tsunami (po uderzeniu np: meteorytu) nie powoduje unoszenia klatratów i ich uwalniania do atmosfery gdzie samozapłon może spowodować globalne wypalenie tlenu w atmosferze (lub obniżenie poniżej wartości krytycznej dla oddychania) co mogło być przyczyną okresowego wymierania gatunków na planecie (wszak znaleziono mamuty z pełnymi żołądkami) .
Usher, 13 listopada 2011, 22:36
1. Parę potężnych tsunami było w ostatnich latach, a naukowcy jakoś nie zaobserwowali uwalniania klatratów na olbrzymią skalę.
2. Moim zdaniem samozapłon czy uduszenia są prawdopodobne lokalnie, ale raczej nie na większą skalę. Uwalnianie klatratów wiąże się chyba z równoczesnym pojawieniem pary wodnej lub mgły, co nie sprzyja samozapłonowi, za to powoduje zakłócenia pogody mogące szybko rozprzestrzenić metan w atmosferze.
3. Mamut z pełnym żołądkiem mógł po prostu utonąć w błocie z roztopów.
mikroos, 13 listopada 2011, 22:58
Biorąc pod uwagę, że:
1. do utrzymania człowieka przy życiu i w miarę normalnym funkcjonowaniu (nie wiem, jak dokładnie jest z innymi gatunkami, ale nie spodziewam się kolosalnych różnic, przynajmniej w przypadku ssaków - a przedstawiciele wszystkich gromad poza ptakami zużywają mniej energii niż ssaki) wystarczy ok. 12% tlenu
2. w atmosferze jest (obecnie) ok. 21% tlenu
3. do spalenia 1 mola metanu potrzeba 3 moli tlenu
można wyliczyć, że do całkowitego wypalenia 9% tlenu musiałaby się uwolnić absolutnie niebywała ilość metanu. Co więcej, wybuch musiałby zajść niesamowicie szybko, a pogoda musiałaby wykluczyć jakikolwiek ruch powietrza i ponowny napływ tlenu. Dodatkowo znaczna różnica w gęstości tlenu, powietrza i metanu wskazuje na małe prawdopodobieństwo utrzymania znacznego zagęszczenia mieszanki powietrza/tlenu oraz metanu na otwartym terenie.
Moim zdaniem taki scenariusz jest skrajnie mało prawdopodobny.
Jajcenty, 14 listopada 2011, 00:09
Nie potrzeba spalania. Jak pokazuje przykład jeziora Nyos, duży wyrzut metanu mógłby wydusić sporo tlenodysznych zanim ruch powietrza dostarczyłby tlenu.
Irek, 14 listopada 2011, 07:14
Przykladem wybuchu metanu jest "Katastrofa Tunguska"
http://forum.kopalniawiedzy.pl/index.php?/topic/12278-katastrofa-tunguska/page__fromsearch__1
mikroos, 14 listopada 2011, 08:13
Dowód?
waldi888231200, 14 listopada 2011, 13:17
Złoża metanu lądowe jako lotne stanowią spore zagrożenie które poprzez regularne spalanie można rozładować inne to nierównomierne topnienie czap lodowych na biegunie i nadchodzące oziębienie.
mikroos, 14 listopada 2011, 13:22
@Jajcenty
W Nyos doszło do wyrzutu CO2, a nie metanu. CO2 ma gęstość większą od gęstości tlenu, stąd ułatwione zaleganie CO2 w danym miejscu. Metan jest tymczasem znacznie lżejszy, więc ma tendencję do ulatywania do góry.
Weż też pod uwagę, że teren wokół Nyos jest silnie górzysty, natomiast klatraty powstają pod dnem oceanicznym, a więc generalnie na otwartym i dobrze wentylowanym terenie. Oczywiście ryzyko wybuchu/zatrucia metanem nie jest zerowe, ale wydaje mi się, że jest znacznie mniej prawdopodobne od katastrofy nad Nyos.
Jajcenty, 14 listopada 2011, 14:28
Całkowita zgoda. Chciałem jedynie pokazać, że nie wymagane jest spalanie jeśli chcemy uzyskać efekt duszący. Rzeczywiście na otwartym oceanie nie bardzo jest co dusić metanem czy co2.
Co do ulotności - widziałem jak podczas uzupełniania podziemnej cysterny, opary benzyny ołowiowej wypływające odpowietrzeniem zabiły wszystko w promieniu 0,5 m. Całe masy pająków i innego robactwa nie zdążyło uciec mimo, że panicznie próbowało. Do tej pory zastanawiam się czy to brak tlenu, lekkie węglowodory czy też tetraetyloołów był przyczyną tej hekatomby.
mikroos, 14 listopada 2011, 14:37
Faktycznie przyczyn śmierci może być co najmniej kilka - od siebie dodałbym jeszcze spadek temperatury w związku z odparowywaniem benzyny). Tetraetyloołów to faktycznie ciekawy trop, chociaż nie wiem, na ile wysoka jest jego ostra toksyczność.
Co do węglowodorów natomiast, metanu w benzynie jest bardzo niewiele, bo a) nie miesza się z nią zbyt łatwo (stąd przeważnie wspólne złoża, ale niezależne wydobycie) B) jest dodatkowo izolowany podczas rektyfikacji ropy.