Metan hidrat

Metan hidrat, (aynı zamanda metan klatrat ya a klatratı hidrat ( dan Latince clatratus 'çubuklu' ), metan, buz ya da yanıcı buz ) bir doğal olarak oluşan, buz benzeri bir maddedir. İçinde metan moleküllerinin bulunduğu hidrojen bağları yoluyla bir kafes yapısı oluşturan su moleküllerinden oluşur . Yakalanan metan, esas olarak mikrobiyal metanojenezden ve kısmen de jeolojik süreçlerden gelir. Büyük miktarlarda karbon bağlayan oldukça konsantre bir metan formu olarak metan hidrat, küresel karbon döngüsünün önemli bir bileşenidir .

Fransız fizikçi ve kimyager Paul Villard , 19. yüzyılın sonlarına doğru metan hidrat sentezini ve fizikokimyasal özelliklerini araştırdı . 1930'larda doğalgaz boru hatlarının tıkanmasının nedeni olarak tespit edilene kadar başlangıçta bir laboratuvar merakı olarak görülüyordu .

Metan hidrat ilk olarak 1960'larda doğada keşfedildi. Bu boyunca tortu dünya çapında bulunan kıta kenarları üzerinde, içinde raflarda kutup bölgelerinde de, derin deniz ve içinde ve aşağıda sürekli donmuş alanların . Tortuların tam kapsamı bilinmemekle birlikte, doğal olarak oluşan tüm metan formları arasında en yüksek enerji yoğunluğuna sahip olan metan hidratın, dünyadaki en büyük kullanılmayan enerji rezervuarlarından biri olduğuna inanılmaktadır . bağlı karbon miktarı muhtemelen diğer tüm fosil yakıtların toplamını aşıyor . Metan hidrata dayalı teknik uygulamaların geliştirilmesi henüz emekleme aşamasındadır ve gaz ayırma , su tuzdan arındırma ve uzay araştırmalarını içerir .

Atmosferik metan kaynağı olarak metan hidratın jeolojik iklimi etkilediğine inanılmaktadır . Artan çevresel sıcaklıklar nedeniyle metan hidratın ayrışması, sera gazı metanını muazzam bir ölçekte serbest bırakabilir ve böylece insan yapımı iklim değişikliğini hızlandırabilir.

Deniz tortullarının bir parçası olarak, onları stabilize eder; metan hidratın denizaltı heyelan ve heyelanlarında parçalanmasının rolü kesin olarak açıklığa kavuşturulmamıştır. Meksika Körfezi'nin dibindeki metan hidrat alanları , buz solucanları için bir yaşam alanı görevi görüyor . Onların varsayılan besin kaynağı metan hidrat üzerinde yaşayan ve metanla beslenen bakterilerdir .

Mars , Plüton , Satürn ve Jüpiter'in uyduları , trans-Neptün nesneleri , kuyruklu yıldızlar ve asteroitler üzerinde metan hidratın olası oluşumu , çeşitli bilimsel araştırmaların konusudur. Metan hidrat muhtemelen Titan'ın metan atmosferinin kaynağıdır . Mars'taki şüpheli metan hidrat birikintileri, Mars kolonizasyonu için önemli olabilir .

Sınıflandırma ve isimlendirme

Metan hidrat, inklüzyon bileşikleri grubuna aittir . Bunlar, diğer atomların veya moleküllerin konuk bileşenler olarak gömülü olduğu tüneller, kanallar veya katmanlar şeklinde bir konak bileşenin bir boşluk oluşturduğu kimyasal maddelerdir. İnklüzyon bileşiklerinin bir alt grubu, klatratlar veya kafes bileşikleridir. IUPAC olarak klatratlar tanımlar ( "konuk molekülün ana molekülü tarafından veya konakçı moleküllerinin bir kafes oluşturduğu bir kafes içinde bulunduğu dahil edilmesi, bileşiklerin". IUPAC : Altın Kitap) söz konusu değildir , kovalent ya da iyonik bir bağ konuk arasında ev sahibi, cazibe van der Waals güçlerinden kaynaklanmaktadır .

Gaz hidratlar genellikle sadece hidratları olarak adlandırılan ya da gaz hidratlar, vardır stoikiometrik olmayan bileşikler, ki burada su molekülleri oluşturan kapalı oldukları ve bu esnada boşlukların küçük konuk atomlar ya da moleküller ev sahibi kafes. Yakalanan molekül metan ise, gaz hidrata metan hidrat denir.

Metan hidrat, metan hidrat I, II ve H olarak adlandırılan üç farklı yapıda bulunur. Yapı I, doğal olarak oluşan metan hidratın en yaygın şeklidir. Konak kafeslerin yapısı, A, kafes alanı başına kenar sayısı ve B, belirli bir kafesi oluşturan alan türlerinin sayısı olduğu, A ^B notasyonu kullanılarak tarif edilir . Metan hidrat I'de su molekülleri , ortak kenarları olan 12 beşgen yüzeyden oluşan ve 5 ¹² kafes olarak adlandırılan beşgen- dodekahedral kafeslerin yanı sıra altıgen ve beşgen yüzeylerden oluşan biraz daha büyük kafesler oluşturur ve bunlar 5 ¹² 6 ² kafes. 5 ¹² kafesin 5 ¹² 6 ² kafese oranı yaklaşık 1:3'tür. Metan hidrat II'de su molekülleri 5 ¹² ve 5 ¹² 6 ⁴ kafes oluşturur. Hexakaide cahedron adı verilen bu yapı, metandan daha büyük olan konuk moleküllerden oluşur.

Biyojenik kökenli metandan oluşturulan yapı I metan hidratı, kapalı bir gaz bileşeni olarak neredeyse yalnızca metan (> %99) içerir. Bu form, tüm metan hidrat yataklarının %95'inden fazlasını oluşturur. Termojenik kökenli yapı II metan hidratında metan dışında propan gibi başka hidrokarbonlar da vardır. H Yapısı, heksan , metilsiklopentan , sikloheksan ve metilsikloheksan gibi daha da büyük moleküller içerir . Doğal olarak oluşan metan hidrat durumunda, yine de metan iki yapıdaki baskın bileşendir.

Tarih

İlk gözlemler

Bir klatrat hidratın ilk gözlemi, muhtemelen 1778'de kükürt dioksiti yaklaşık 0 ° C'de sudan geçirdiğinde kristallerin oluşumunu gözlemleyen Joseph Priestley'e kadar uzanır .

Humphry Davy , 1810'da klorlu suyu 9 ° C'ye soğuttuğunda benzer bir fenomen fark etti . Michael Faraday , hidratın kimyasal bileşimini on mol su başına bir mol klor ile belirledi, gerçek bileşim sekiz mol su başına bir mol klora daha yakın. 19. yüzyılın ilk yarısında, diğer kimyagerler kendilerini gaz hidratların çalışmasına adadılar. Kimyager Carl Löwig , 1829'da brom hidratı sentezledi ve Friedrich Wöhler , 1840'ta hidrojen sülfürün hidratını keşfetti . Zygmunt Wróblewski , 1882'de ilk kez karbon dioksit hidratı sentezlemeyi başardı . 1884 civarında, Bakhuis Roozeboom , Priestley tarafından halihazırda tarif edilen kükürt dioksit hidrat da dahil olmak üzere diğer hidratları araştırdı .

Metan hidratın keşfi

1888'den itibaren Paul Villard hidrokarbonların hidratlarını araştırdı . O yıl metan hidratı, etan , eten , etin ve nitröz oksitin hidratlarını ve 1890'da propanın hidratını keşfetti . Metan hidrat, fazla gaz ile basınç altında düşük sıcaklıklarda üretilir, fazla metan, basınç tahliye edilerek uzaklaştırılır. Villard gaz hidratların genel bileşimi, formül M ile tarif edilir, buna göre kural kurulmuş + 6H ₂ O olduğu; kural yaklaşık olarak yapı I'de meydana gelen küçük moleküller için geçerlidir.

Robert Hippolyte de Forcrand , Villard ile birlikte klorometan hidratlarını ve karışık gaz hidratlarını sentezledi . 1896'da argon , 1923'te kripton ve 1925'te ksenon gibi asal gazların hidratlarını tanımlamayı başardı . Ayrıca, hidrat oluşturan iki maddenin moleküllerini içeren çift hidratların varlığı keşfedildi.

O zamanki bilimsel çalışmaların odak noktası, hidratları oluşturan bileşiklerin yanı sıra bunların nicel bileşimlerinin tanımlanması üzerinde yoğunlaşmıştı. Diğer bilim adamları hidratlar, özellikleri ve kimyasal bileşimleri çalışmasına yönelseler de, hidrat araştırması alanı başlangıçta endüstriyel bir ilgi uyandırmadı.

Boru hatlarının tıkanması

Bu, 1930'larda doğal gazın yüksek basınç altında boru hatlarında çıkarılması ve taşınması ekonomik olarak önemli hale geldiğinde değişti. Doğal gaz boru hatlarının belirli bölümlerinde Joule-Thomson etkisi nedeniyle sıcaklık keskin bir şekilde düştü . Bu bölümlerde boru hatlarını tıkayan buz benzeri bir madde bulundu. Hammerschmidt 1934'te metan gazının doğal gaz akışında bulunan su ile metan hidrat oluşturduğunu ve bunun boru hatlarını tıkadığını ve başlangıçta varsayıldığı gibi buzu değil buzları tıkadığını kanıtladı. Doğal gaz boru hatlarındaki metan hidrat tıkaçları doğal gaz endüstrisi için sorunlu olduğundan, ekonomik kayıplara ve çevresel risklere neden olduğundan, keşfi metan hidrat araştırmalarında yeni bir aşamayı ateşledi .

İlişkili sorunlar ve kazalar, doğal gaz ve ham petrolle çalışırken metan hidrat oluşumunu önlemek amacıyla çeşitli araştırma faaliyetlerine yol açtı . Diğer şeylerin yanı sıra, metan hidratı çözen veya oluşumunu engelleyen katkı maddeleri üzerine araştırmaları da içeriyorlardı . Bunu araştırılması termodinamik stabilite sınırları olarak kinetik oluşumu ve çözünme gaz boru hatları, metan hidrat ile sonuçlanan blokaj durumlarına tahmin edilmesine izin verildi. Petrol ve gaz endüstrisi, metan hidrat oluşumu için gerekli koşulların bulunduğu derin denizlerdeki petrol yataklarını çıkarmaya başladıktan sonra araştırmalarını yoğunlaştırdı.

1930'ların ortalarında metan hidratın bir klatrat bileşiği olduğundan şüpheleniliyordu. Bu, klatrat yapılarının kristal yapısıyla ilgili ilk araştırmaların yapıldığı ve yapılar I ve II'nin tanımlandığı 1940'larda ve 1950'lerde doğrulandı. Karışık hidratların daha kararlı olabileceği ve 10 ila 15 °C daha yüksek bir erime noktasına sahip olduğu da keşfedildi . 1950'lerde Hollandalı fizikçi Johannes Diderik van der Waals Jr. Nobel ödüllü Johannes Diderik van der Waals'ın oğlu JC Plateeuw ile birlikte metan hidratın termodinamik bir modelini geliştirdiler.

Doğal metan hidrat buluntuları

1940'ların başlarında, Kanada'nın permafrost bölgesindeki doğal metan hidrat birikintileri hakkında spekülasyonlar vardı. Varsayımlar şu anda buluntularla doğrulanamadı. Bu , 1960'ların başında, Yuri Makogon'un metan hidratın tortullarda doğal olarak oluştuğunu keşfetmesiyle değişti . 1960'ların sonunda, Rus sondaj ekipleri Sibirya'da Messojacha'nın üst kısımlarında bir kuyu açtı ve ilk kez bir doğal gaz sahasının üst kısmında bir metan hidrat tortusu ile karşılaştı. Doğal metan hidratın varlığının ilk teyidiydi. 1970'lerin başında, Alaska ve Kanada Mackenzie Deltası gibi diğer kutup bölgelerinde metan hidrat tespit edildi.

Bu, metan hidratı bir laboratuvar merakından ve doğal gaz boru hatları için operasyonel tehlikeden olası bir enerji kaynağına dönüştürdü ve bulgular başka bir metan hidrat araştırma dalgasını tetikledi. Doğada metan hidrat oluşumunu ve stabilitesini kontrol eden jeolojik ve kimyasal parametrelerin araştırılması ve çeşitli metan hidrat yataklarındaki metan hacminin tahmini ilgi çekiciydi. Bu zamanda, bozulma davranışına ilişkin ilk araştırmalar başladı.

Derin Deniz Sondajı Projesi

Metan hidrat, levha tektoniği ve paleoşinografi araştırmaları için bir sondaj platformu olan ABD araştırma gemisi Glomar Challenger , Derin Deniz Sondajı Projesi kapsamında çeşitli keşif gezileri sırasında derin denizden metan hidrat içeren tortu çıkardı. Sondaj programı, bilim adamlarına çeşitli jeolojik ortamlarda metan hidratın varlığına dair kanıtlar sağladı.

Glomar Challenger'ın görev hedeflerinden biri, Atlantik Okyanusu'nun Amerika Birleşik Devletleri'nin doğu kıyısı boyunca uzanan derin bir bölümü olan Blake Ridge'de keşfedilen anormal akustik yansımaların doğasını araştırmaktı . Jeologlar, deniz tabanındaki metan hidrat birikintilerinin yansıma sismik yöntemleri kullanılarak tespit edilebileceğini buldular . Sismik geçiş süreleri, metan hidrat stabilite bölgesinin tabanında meydana geldiği gibi, yoğun bir ortamdan daha az yoğun bir ortama değiştiğinde, metan hidratın özelliği olan, toprak simülasyonu yansıtıcı olarak adlandırılan bir yansıtıcı oluşturulur. Bu, yüksek metan konsantrasyonlarına sahip tortu çekirdekleri tarafından doğrulandı. Deniz seviyesinin yaklaşık 2500 metre altında, deniz tabanının yaklaşık 700 ila 750 metre altında bulunan tortuların 15 gigaton karbon olduğu tahmin ediliyor.

Programın bir parçası olarak, bilim adamları metan gelen sondajlarda hidrat bulundu Orta Amerika Trench kapalı Meksika'da ve Guatemala'da . Ayrıca, toprak simüle eden reflektörün olmadığı metan hidrat birikintilerini de tespit ettiler. Sonuçlar, metan hidratın dünyadaki kıta kenarlarında bulunabileceğini gösterdi.

İlk kez, metan hidratın çözülmesinin denizaltı heyelanlarını tetikleyebileceği ve jeolojik geçmişte metan hidratın parçalanmasının atmosfere iklimi etkileyen bir metan emisyonuna yol açabileceği teorisi ortaya atıldı. Büyük ölçekli bir bozunma, Paleosen/Eosen sıcaklık maksimumunu açıklamaya yönelik bir girişim olarak kabul edildi .

1990'ların sonunda, oradaki permafrost alanında metan hidratı parçalamak için ilk testler Beaufort Denizi'ndeki Mallik'te başladı . Almanya, Japonya, Hindistan ve Çin de dahil olmak üzere ABD, Avrupa'dan bilim adamları orada madencilik yöntemleri geliştirdiler.

derin su ufku

Nisan 2010'da, bir patlama meydana geldi üzerinde Deepwater Horizon , bir sondaj platformu için petrol arama içinde Meksika Körfezi . Sonuç olarak, yaklaşık 550 ila 800 milyon litre ham petrol ve yaklaşık 147.000 ton metan denize sızdı ve bu da Meksika Körfezi'ndeki petrol sızıntısına neden oldu, bu da tarihteki türünün en kötü çevre felaketi oldu . Metan hidrat, felaketin oluşmasına katkıda bulunan bir faktör olabilir. Kuyu, basınçtaki bir düşüş veya ısınma nedeniyle parçalanmış olabilecek tortuda metan hidratla karşılaşmış olabilir. Metan muhtemelen sondaj deliğine bir kusurdan girmiş ve sondaj deliğinde yüksek basınca katkıda bulunmuş ve sonuçta platformun alev aldığı patlamaya yol açmış olabilir .

Patlamadan sonra BP , kuyudaki en büyük sızıntının üzerine yaklaşık 125 tonluk bir kubbe yerleştirdi. Yağ kubbede toplanacak ve bir boru vasıtasıyla yüzeydeki bir saklama kabına iletilecekti. Ancak, kaçan metan, mevcut sıcaklık ve basınçlar altında deniz suyu ile metan hidrat oluşturmuş, bu da tahliye borusunu tıkayarak drenajı engellemiştir.

Üretim testleri

2012 fizibilite çalışmasında, Prudhoe Körfezi sahasındaki 1 No'lu Ignik Sikumi kuyusu , metan hidratta bağlı metan için karbondioksit değişimini test etti . Serbest kalan metan, rezervuardaki basınç tahliye edilerek taşınmıştır. Japonya, metan hidrat birikintilerini gösteren sismik araştırmalara dayanarak, 1999 yılının sonlarında Japonya açıklarında kuzeybatı Pasifik'te test sondajına başladı. 945 metre su derinliğinde yapılan sondaj metan hidrat yataklarını doğruladı. Araştırmanın sonuçlarına dayanarak, Japon hükümeti metan hidratın bozulmasını araştırmak için bir araştırma programı başlattı. Nisan 2017'deki üretim denemelerinde , metan hidrattan ilk kez açık denizde Honshu adası açıklarında basınç tahliye yöntemi kullanılarak metan çıkarıldı. En başarılı kuyuda 24 günde toplam 222.500 metreküp metan üretildi.

Prudhoe Körfezi'nde bir 2018 stratigrafik test kuyusu açıldı ve Methanhydratreservoiren'in kanıtıydı. Hydrate-01 olarak bilinen kuyu, uzun vadeli üretim testleri için bir izleme kuyusu olarak tasarlanmıştır. Diğer şeylerin yanı sıra, metan hidrat birikintilerinin basınç tahliyesine tepkimesi araştırılmalıdır.

oluşum

Okyanuslarda, Grönland ve Kuzey Kutbu'ndaki buz tabakasının altında , Antarktika'da ve karadaki permafrostun içinde ve altında ve su basmış permafrostta büyük metan hidrat yatakları bulunabilir . Genel olarak, dünya yüzeyinin %71'i okyanuslar, onların kolları ve iç sularla kaplıdır, bu alanın yaklaşık %90'ı metan hidrat oluşumu için gerekli su derinliğine sahiptir.

Denizaltı metan hidrat yataklarının oluşumu ve dağılımına ilişkin ilk tahminler 1970'lerden kalmadır ve bunların neredeyse tüm okyanusta 500 metreden fazla su derinliğinden oluştuğu varsayımına dayanmaktadır. 1990'larda sismik çalışmalara dayanan bir tahmin , metan hidratta yaklaşık 11.000 gigaton karbonun bağlı olduğu sonucuna  vardı.

Son araştırmalara dayanan tahminler, metan hidratta bağlı karbonun 500 ila 2500 gigaton arasında bir miktar olduğunu, metan hidratsız toplam organik olarak bağlı karbon miktarının ise yaklaşık 9.000 gigaton olduğunu varsayar. Amerika Birleşik Devletleri'nin jeoloji alanındaki bir bilimsel ajansı olan Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırması (USGS), oluşumu 1.800 gigaton olarak tahmin ediyor; bu, diğer bilim adamları tarafından da gerçekçi kabul edilen bir büyüklük sırası.

Literatürde metan hidrat birikintilerinin boyutu genellikle metan hacmi veya karbon kütlesi bazında verilmektedir. Tipik hacimler metreküp olarak ve özellikle İngilizce literatürde trilyon fit küp (TCF) olarak verilmiştir. Bir trilyon fit küp , 28.3 milyar metreküpe eşittir. Özellikle diğer organik hidrokarbon rezervuarlarıyla karşılaştırma için karbonu gigaton veya petagram olarak belirtmek de yaygın bir uygulamadır. Standart koşullar altında , 1 gigaton karbon, yaklaşık 1,9 trilyon metreküp metan'a veya yaklaşık 74 exajoule eşdeğer enerjiye eşittir  . Bir exajoule (EJ) 10 karşılık ¹⁸ jul . Karşılaştırıldığında, ABD'nin yıllık enerji tüketimi yaklaşık 94 exajoule'dir.

Deniz oluşumu

Deniz metan hidratları, karasal yamaçlarda, ada yamaçlarında, okyanus tırmanışlarında ve iç kesimlerde ve marjinal denizlerde derin su bölgelerinde oluşur . Biyolojik kökenli büyük miktarda malzeme denizin üst bölgelerinde üretilen deniz tabanına ulaştığından, en büyük metan üretiminin gerçekleştiği yer burasıdır. Büyük derin deniz ovalarında durum böyle değildir, bu nedenle oradaki olaylar daha az yaygındır.

Uygun koşullar, yani düşük sıcaklıklar, daha yüksek basınçlar ve yeterli metan mevcut olduğunda, metan hidrat oluşumu ve birikmesi muhtemeldir. Metan hidratın stabilite bölgesi çeşitli faktörlerden etkilenir. Deniz suyundaki tuz, stabilite bölgesinde bir azalmaya yol açar; artan tuz içeriği ile daha düşük sıcaklıklar ve daha yüksek basınçlar gereklidir. Karışık hidratlardaki daha uzun zincirli hidrokarbonlar zıt etkiye sahiptir ve stabilite bölgesini önemli ölçüde genişletebilir.

Plankton oluşumu kıta yamaçlarında ve iç deniz ve göl kenarlarında yüksektir. Organik maddenin çökeltilmesi, metan üreten mikroplara büyük miktarlarda metan üretimi için temel sağlar. Bu nedenle metan hidrat, Karadeniz ve Hazar Denizi'nin yanı sıra tüm kıta yamaçlarında bulunur . Açık farkla en büyük tortular, en az 200 metre derinliğin altındaki derin denizlerdedir ve Meksika Körfezi gibi termojenik havzalar dışında mikrobiyolojik kökenlidir . Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırması, derin denizin toplam oluşumunun yaklaşık 1.700 gigaton karbon olduğunu tahmin ediyor ve Antarktika rezervleri hariç tüm metan hidrat oluşumlarının %95'inden fazlasını temsil ediyor .

Metan hidrat, daha yüksek konsantrasyonlarda metan hidrat içeren iri taneli tortularla birlikte hem ince hem de iri taneli tortularda meydana gelir. Tipik olarak okyanus tabanının yakınında, okyanus tabanının yaklaşık 50 ila 160 metre altında bulunurlar. Andhra Pradesh açıklarındaki Krishna Godarvi Havzasında Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve Hindistan açıklarında önemli deniz metan hidrat yatakları keşfedilmiştir . At batma zonu Oregon kapalı, levha tektoniği okyanus neden Juan de Fuka plakasını kıta altında batığı Kuzey Amerika plakası . Daldırılan tortu daha derinlerde bastırılır ve yüksek metan içeriğine sahip boşluk suyu yukarı doğru taşınır. Tortu yüzeyinin yakınında, bu çözünmüş metan, metan hidratın stabilite alanına soğur ve tortuda veya tortu yüzeyinde metan hidrat oluşur. Bu süreç boyunca, yükselen metanın çoğu tortuya bağlanır ve tortu yüzeyinin yakınında birikir. Yüksek gözenekliliğe sahip kum birikintilerindeki tortular, ekonomik olarak bozunabilir olarak kabul edilir. Çıkarılabilir derin deniz yataklarının büyüklüğünün yaklaşık 657 gigaton olduğu tahmin ediliyor.

1997 yılında, Rusya'daki Baykal Gölü tortullarında metan hidratın ilk kanıtı sağlandı. “Baykal Sondajı” projesi sırasında, tortu çekirdeği BDP-97'de hidrat tespit edildi. Şimdiye kadar, burada termojenik, mikrobiyal ve karışık kaynaklı metan hidrat birikintilerine sahip 21 bölge keşfedildi. Çamur volkanlarında 15 yerde metan hidrat bulundu .

Doğu Sibirya Denizi erken küresel deniz seviyesinin yükselmesi sırasında Kuzeydoğu Sibirya'da sel oluşturduğu sığ raf deniz sonrası buz devri . Doğu Sibirya Denizi'nin denizaltı permafrost'u muhtemelen önemli ancak yeterince keşfedilmemiş metan yatakları içeriyor. Bunlar, deniz altı permafrostunun içinde veya altında metan hidrat olarak veya termojenik gaz olarak mevcut olabilir.

karasal oluşumlar

Karadaki metan hidrat yatakları esas olarak kuzey yarımkürede Alaska , Rusya ve eski Sovyetler Birliği'nin diğer ülkelerinin büyük bölümlerini kapsayan permafrost alanlarındadır . ABD'nin Alaska eyaletindeki bir bölge olan Kuzey Yamaç'ta metan hidrat olarak bağlı permafrostta bulunan metan , 16.7 trilyon metreküp metan olarak tahmin ediliyor. Bu, metan hidratta bağlı metan miktarının Kuzey Yamaç'ta geleneksel olarak ekstrakte edilebilen gaz kaynaklarını çok aştığı anlamına gelir.

Permafrost ve metan hidrat oluşumu için termal koşullar, yaklaşık 2.58 milyon yıl önce Pliyosen'in sonlarından beri Kuzey Kutbu'nda var olmuştur . Permafrostta bulunan metan hidrat birikimleri muhtemelen geleneksel gaz birikintilerinden gelişmiştir ve termojenik kökenlidir.

Antarktika yataklarının boyutu hakkında çok az şey biliniyor, tahminler 80 ila 400 gigaton karbon arasında. Üst kıta yamaçlarındaki tortuların 63 gigaton olduğu tahmin edilmektedir ve metan hidrat tortularının yaklaşık %3,5'ini temsil etmektedir. Karadaki permafrost ve su basmış permafrost alanlarındaki tortular yaklaşık 20 gigatondur ve metan hidrat tortularının yaklaşık %1.1'ini temsil eder.

dünya dışı oluşumlar

Metanın orijinal oluşumu muhtemelen güneş bulutsunun bir parçası olmadan önce yıldızlararası ortamda meydana geldi . Genç yıldız nesnelerinin yakınındaki gözlemler, yıldızlararası metanın çoğunun karbonun toz taneleri üzerindeki hidrojenasyonuyla oluştuğunu göstermiştir . Protosolar bulutsunun soğutulması sırasında metan hidrat olarak bağlandı. Bu formda kuyruklu yıldızların, buz kütlelerinin ve dev gezegenlerin yapı taşlarını oluşturdu. Metan hidrat, gezegen atmosferlerinin evriminde önemli bir rol oynamış olabilir . Voyager 2'den alınan verilere dayanarak, Uranüs'ün uydularının yaklaşık %7 metan hidrat içerdiğine inanılıyor . En Pluto , ekvator Sputnik Planitia'da konumu, bir yer altı okyanus varlığı ve yerel olarak inceltilmiş buz kabuğu göstermektedir. Akışkan bir okyanusu sürdürmek için Plüton'un ısıyı içeride tutması gerekiyor. Buz kabuğunun tabanında ince bir metan hidrat tabakasının varlığı, bir termal yalıtkan görevi görebilir ve okyanusun tamamen donmasını engelleyebilir. Dünya'dan sonra güneş sisteminde en fazla suya sahip olan cüce gezegen Ceres'te karbon, karbonatlar ve organik bileşikler halinde bulundu. Metanın kabukta metan hidrat formunda bulunduğuna inanılmaktadır.

Mars'ta şüpheli olay

2004 yılından bu yana, Mars rover Curiosity ve gözlemsel çalışmalar gibi çeşitli görevler sırasında , Mars atmosferinde hacim olarak 60 parça/milyar (ppbv) aralığında metan izleri  bulundu. Mars'taki metan kaynağı ve gözlemlenen metan konsantrasyonlarındaki geçici sapmaların açıklaması şu ana kadar bilinmiyor. Katı karbon dioksit ve su buzu, şimdiye kadar Mars yüzeyinde yoğunlaştırılmış fazlar olarak gözlemlendi. Bununla birlikte, metan hidrat veya karışık klatrat hidratlar yeraltında bulunabilir ve olası bir atmosferik metan kaynağını temsil edebilir. Tespit edilen metan konsantrasyonları, yaklaşık 2750 metreküp metan hidrat hacminin bozulmasına karşılık gelir.

Termodinamik koşullar, bileşimi karbon dioksit, azot , argon ve metan ile Mars atmosferine karşılık gelen karışık klatrat hidratların varlığına izin verir . Bununla birlikte, Mars'ın yeraltı yüzeyindeki metan bakımından zengin klatrat hidratlar, yalnızca metan bakımından zengin ilkel bir atmosfer mevcutsa veya bir metan kaynağı mevcutsa veya hala mevcutsa kararlı olabilir.

Titan'da tahmin edilen olay

Satürn'ün en büyük ayı olan Titan'ın atmosferi yaklaşık %94,2 nitrojen , %5,65 metan ve yaklaşık %0,099 hidrojendir . Voyager 1 probu , titanyum atmosferinin ilk ayrıntılı gözlemlerini Kasım 1980'de yaptı ve sıcaklığın 95 Kelvin civarında olduğunu ve yüzey basıncının 1.5 bar olduğunu gösterdi.

Cassini-Huygens sondası yörüngeye girdikten sonra Temmuz 2004 den Titan hakkında bilgi hazinesi sağladı. Huygens sondası Ocak 2005'te Titan'a indi ve atmosferin yapısı ve ayın yüzeyi hakkında bilgi gönderdi. Etan'a ek olarak, daha karmaşık organik moleküller tespit edildi.

Titanyumun yoğun atmosferi , metanın sera etkisi ile korunur . Bu sera etkisi olmadan, atmosfer sıcaklığı nitrojenin kaynama noktasının altına düşebilir ve nitrojen atmosferinin çoğu sıvılaşır. Bununla birlikte, fotokimyasal süreçler , metanı geri dönüşümsüz olarak 10 ila 100 milyon yıllık bir süre içinde etan gibi daha yüksek hidrokarbonlara dönüştürür, bu da sıvılaşır ve etan göllerinde birikir. Yüzeyin altındaki bir metan hidrat tabakası, atmosferdeki metan içeriğini yenileyebilecek makul bir kaynak olarak varsayılmaktadır. Satürn'ün uydusunun oluşumu sırasında sıcaklıkların o kadar düşük olması mümkündür ki, metan hidrat formundaki metan, titanyuma önemli miktarlarda dahil edilmiştir. Metan kısmen serpantinleşme veya kuyruklu yıldız çarpmaları ile oluşturulabilir ve metan hidrat oluşturmak için mevcut su ile birleştirilebilir.

Titanyum atmosferinde asil gazlar olan ksenon ve kripton olduğuna dair kanıt bulunmaması , metan hidrat oluşumunun başka bir göstergesi olabilir. Titanyum oluştuğunda gazlar metan hidrata dahil edilmiş olabilir. Termodinamik ön koşullar verilmiş olmasına ve titanyum üzerinde metan hidrat oluşumuna ilişkin birçok gösterge olmasına rağmen, henüz doğrudan kanıtlara ulaşılamamıştır.

Enceladus'ta şüpheli olay

Termodinamik koşullarına bağlı olarak, bir varsayılan iç subglacial okyanus arasında Enceladus temin etmek üzere beklenebilir metan hidrat oluşumu için gerekli koşullar. Cassini sondasında bulunan bir iyon-nötr kütle spektrometresi kullanarak , su buharı bulutlarındaki karbondioksit ve amonyak ile metan ve daha yüksek organik bileşikleri tespit etmek mümkün oldu . Okyanusun tepesinde, metan hidrat ve diğer gaz hidratlar, buz ve okyanus arasındaki arayüzde bir katman oluşturabilir. Metan hidrat, okyanusu yüzeye bağlayan yarıkta ayrışarak süreçte metan açığa çıkarabilir.

ortaya çıkış

Metanın kökeni

Metan hidrat metan biyolojik veya termojenik kaynaklardan aynı zamanda gelen serpantinleşmenin arasında olivin . Metanın çoğu, biyolojik olarak üretilen hidrojen kullanılarak karbondioksitin indirgenmesi yoluyla metanojenezden gelir . Bu mikroplar tarafından metan oluşumu etki archaea metan üretimi metabolizmasının yaygın bir şekilde olduğu veya ilkel bakteriler. Organik madde deniz tabanına battığında önce çeşitli oksidatif bölgelerden geçer. Anaerobik metan oluşturan bölge, oksidatif bölgelerin altında başlar. Bir In anoksik ortamda, bu ayrışması son adımıdır biyokütle .

Termojenik metan, karmaşık organik moleküllerin termokatalitik parçalanmasıyla üretilir. Organik kerojeni doğrudan veya petrolden kırarak yapılabilir . Termojenik metan kaynakları genellikle etan ve propan gibi gaz hidratları oluşturan diğer hafif karbon bileşiklerini içerir. Karışık gaz hidratların fiziksel ve kimyasal özellikleri, saf metan hidrattan farklıdır. Meksika Körfezi ve Hazar Denizi'nde termojenik metan esas olarak metan hidratta oluşur.

Olivin'in su ile serpantinleşmesi, manyetit ve hidrojen oluşumu ile gerçekleşir . Serbest kalan hidrojen, metan ve su oluşturmak için karbondioksit ile reaksiyona girebilir.

Çeşitli kaynaklardan gelen metan, Delta-C-13 yöntemi (δ13C) kullanılarak ayırt edilebilir . Burada daha δ13C izotop oranı kararlı karbon - izotopları ¹³ ° C ve ¹² örnek ve standart C arasında tanımlar. Metan oldukça tükenmiş bir δ13C imzasına sahiptir. -55 ‰'den büyük δ13C değeri, biyojenik kökenli metanın özelliğidir, -55 ‰'den düşük bir değer, termojenik kaynaklı metanın özelliğidir.

${\ displaystyle \ delta ^ {13} \ matrm {C} = {\ Biggl (} {\ frac {{\ bigl (} {\ frac {^ {13} \ matrm {C}}) {^ {12} \ matrm {C}}} {\ bigr)} _ {\ text {örnek}}} {{\ bigl (} {\ frac {^ {13} \ matematik {C}} {^ {12} \ matematik {C}}) } {\ bigr)} _ {\ text {Standard}}}} - 1 {\ Biggr)} \ cdot 1000 \ ^ {o} \! / \! _ {oo}}$

metan hidrat oluşumu

Mikrobiyal metan oluşumu bölgesinde ortaya çıkan metan hidrat miktarı azdır. Suyun doygunluğu genellikle metan hidrat oluşumu için gereken konsantrasyonun sadece birkaç yüzdesidir. Daha büyük metan hidrat katmanları oluşturmak için metan, akış taşıma veya difüzyon yoluyla daha yüksek metan konsantrasyonlarının birikebileceği bir yere göç etmelidir . Birçok metan hidrat birikiminde iri taneli tortu tabakaları boyunca serbest gazın taşınması gözlemlenmiştir.

Metan hidrat, yaklaşık 2 megapaskal basınçta , yani yaklaşık 200 metre derinlikte ve 2 °C ila 4 °C'nin altındaki sıcaklıklarda su ve metandan oluşur  . Metan hidrat üç farklı biçimde oluşur. Yapı I'in metan hidratı en yaygın formdur ve esas olarak mikrobiyal metan ve eser miktarda diğer gazları içerir. Yapı II ve yapı H genellikle termojenik metan ve daha yüksek moleküler ağırlıklı hidrokarbonlar içerir. Metan, bugüne kadar bulunan tüm doğal olarak oluşan gaz hidratlarında açık farkla baskın gazdır.

Faz diyagramı gösterir, metan hidrat oluşturabilir ki burada basınç ve sıcaklık aralığındadır. Sıcaklık çizilir ilgili absis ekseni , ordinat görünen programları deniz derinliğinin ve dolayısıyla sıvı basıncının ekseni. Sarı alanı çevreleyen eğri kesikli çizgi metan hidrat faz sınırıdır. Bu sınırın üstünde ve sağında, metan hidrat oluşumu için sıcaklıklar çok yüksek ve basınçlar çok düşüktür, bu nedenle orada gaz halinde metan bulunur. Bu sınırın altında ve solunda katı metan hidrat oluşur. Sıcaklıklar yeterince düşük ve sıvı basınçları katı fazı korumak için yeterince yüksek olduğu için kararlı kalır.

Metan hidrat oluştuğunda, su metan ile aşırı doygun hale getirilmelidir ve belirli basınç ve sıcaklık koşulları da geçerli olmalıdır. Metan hidrat yalnızca yüksek basınçlarda ve düşük sıcaklıklarda kararlıdır. Hidrojen sülfür veya karbon dioksit gibi diğer gazların dahil edilmesi nedeniyle metan hidrat, daha düşük basınçlarda ve biraz daha yüksek sıcaklıklarda bile oluşabilir. Metan hidrat oluşum süreci kristalleşmeye benzer ve çekirdeklenme ve büyüme fazı olarak ikiye ayrılabilir .

madencilik yöntemleri

Metan hidrat katı olduğu için , erken kavramlar, katı metan hidrat veya metan hidrat içeren tortunun mekanik olarak ekstrakte edildiği madencilik teknolojilerine dayanıyordu . Hidratın kum veya siltin geçirgen boşluklarında olduğu büyük, bitişik rezervuarlardaki metan hidrat birikintileri, hidrokarbon ekstraksiyon teknikleri kullanılarak çıkarılabilir. Parçalamak için, tortudaki basınç ve sıcaklık koşulları, metan hidratın bileşenlerine ayrılacağı şekilde değiştirilir. Serbest metan, geleneksel endüstriyel doğal gaz üretim yöntemleri kullanılarak elde edilebilir.

İlk üretim denemeleri, Mallik yakınlarındaki Kanada permafrostunda gerçekleşti. Araştırma tesisi, Richards Adaları'nın kuzeybatı tarafında yer alıyor ve Beaufort Denizi'ne akan Mackenzie Deltası'nın bir parçası. Metan hidrat 1998'de bir araştırma projesinin parçası olarak orada bulundu. Sondaj karotlarının değerlendirilmesi, yerden 890 ila 1106 metre derinlikte bulunan ve toplam kalınlığı 110 metreden fazla olan on metan hidrat tabakasını gösterdi. Gözenek hacminin bazen %80'ini aşan metan hidrat doygunluk değerleriyle Mallik'teki alan, dünyadaki en konsantre metan hidrat yataklarından biridir. Orada yürütülen bilimsel çalışmalar, metan hidrattan metan üretimi için güvenlik tekniklerinin geliştirilmesine hizmet etti ve endüstriyel bir uygulama açısından sondaj ve üretim tekniklerinin araştırılmasına izin verdi. Ekonomik çıkarma, kuyu başına günde yaklaşık 100.000 metreküp üretim oranları gerektirir.

Metan hidrat yataklarından metan ekstraksiyonu teknik ve ekolojik bir zorluk teşkil etmektedir Geleneksel sondaj tekniklerine dayanan ilk kuyular sırasında metan hidrat katmanları üzerinde termal ve mekanik etkiler olmuştur. Örneğin, yüksek basınç altında serbest bir doğal gaz rezervuarı bir metan hidrat tabakası altında beklenmedik bir şekilde delindiğinde doğal gazın serbest kalmasına neden olan problemler. Benzer şekilde, parçalanan hidrattan gelen metan kuyunun dışına kaçabilir.

Metan molekülü başına altı ila yedi su molekülü salındığından, tüm bozunma süreçleri büyük miktarlarda su üretir. Metan hidrat kafesini kırmak için gereken ısı, metanın kalorifik değerinin yaklaşık %10'una karşılık gelir . Metan hidrat parçalandığında, geleneksel tortuların kullanılmasıyla gözlemlenebileceği gibi, dünya yüzeyinin alçalması bekleniyor.

Enjeksiyon yöntemi

Metan hidrat içeren alt toprağa sıcak su enjekte edilerek metan hidratın yok edilmesi mümkündür. Üretilen metan gazı bir sondaj deliğinden pompalanabilir. Diğer tüm üretim yöntemlerinde olduğu gibi, kuyuda ve üretim borularında yeni metan hidrat oluşumunu önlemek için kuyu ısıtması kullanmak avantajlıdır.

Basınç tahliyesi

Ayrıca metan hidrat, basınç düşürülerek ayrıştırılabilir. Enerji dengesi, enjeksiyon yöntemine kıyasla önemli ölçüde iyileştirilir ve dağıtım oranları artar. Metan hidratın bozunması için gereken ısı, çevredeki oluşum tarafından sağlanır. Yöntemin uygulanmasının Mallik de dahil olmak üzere çeşitli saha testlerinde çok umut verici olduğu kanıtlanmıştır . Japonya kıyılarındaki açık deniz üretim testlerinde günde 20.000 metreküp üretim hacmi üretildi. Yöntemin uygulanması sorunsuz değildir; bir süre sonra çevreleyen kayanın ısı kapasitesi tükenir ve metan hidratın ayrışması durma noktasına gelir. Ayrıca, taşıma hatları buzla engellenir.

Metan hidrat birikintilerinden metan ekstraksiyonu, özel olarak hazırlanmış sondaj teknolojileri gerektirir. Büyük kaynaklar, tortunun yüksek geçirgenliği nedeniyle yüksek konsantrasyonlarda metan hidratın birikebileceği kum bakımından zengin tortularda bulunur. Metan hidrat oluşumu geçirgenliği önemli ölçüde azaltır , ancak basınç değişikliklerini bir kuyudan bir rezervuara yönlendirmek yeterlidir.

Karbondioksit için metan değişimi

Metan, diğer şeylerin yanı sıra, karbon dioksit ile bir değişim reaksiyonu yoluyla metan hidrattan elde edilebilir. Bununla bağlantılı karbon dioksitin tutulması , bu şekilde elde edilen metanın çıkarılması ve enerjik kullanımının büyük ölçüde iklim açısından nötr olacağı anlamına gelir . Karbondioksit hidrat metan hidrattan daha kararlı olduğu için dönüşüm ısı üretir. Entalpi ve oluşumu metan hidrat karbon dioksit hidrat kJ / mol mol başına alışverişinde gaz yaklaşık 10 ila 11 olduğu tahmin edilmektedir. Karbon dioksit hidrat oluşumunun ısısı bu nedenle metan hidratın ayrışması için yeterlidir. Değişim, daha fazla reaksiyonu kinetik olarak engelleyen bir karbon dioksit hidrat tabakası oluşturur. Bu süreçte teorik verim elde edilmez. Basınç düşürme, ısı temini ve karbondioksit değişimini birleştiren yöntemler çok umut vericidir.

kimyasal inhibisyon

Kimyasal inhibisyon yönteminde metan hidrat, metan hidrat içeren katmanlara termodinamik inhibitörler olarak adlandırılan hidrat oluşum sıcaklığını düşüren metanol gibi kimyasallar enjekte edilerek çözülür . Metanole ek olarak, bu kimyasallar arasında etilen glikol , amonyak ve klorürler gibi glikoller bulunur . Bu yaklaşım, doğal gaz boru hatlarında metan hidrat oluşumunun yanı sıra döküntülerin giderilmesini önlemek için kullanılır. Yöntemin etkinliği, inhibitörün tipine, inhibitör konsantrasyonuna, hidrat oluşturan gazın basıncına ve bileşimine bağlıdır. Termodinamik inhibitörler nispeten büyük miktarlarda kullanılmalıdır.

Alternatif olarak, metan hidrat oluşumunu önleyen kinetik hidrat inhibitörleri ve anti-aglomeranlar kullanılabilir. Kinetik hidrat inhibitörleri, metan hidrat ve sıvı su arasındaki ara yüze bağlanan ve böylece hidrat oluşumunu geciktiren hidrofilik amid ve hidrofobik fonksiyonel gruplar içeren düşük moleküler ağırlıklı polivinilpirolidon veya polivinilkaprolaktam gibi tipik olarak suda çözünür polimerlerdir .

Metan hidrat aglomerasyonu, hidrat çekirdeklenmesi, hidrat kristal büyümesi ve hidrat aglomeratlarının daha büyük agregaların oluşumu ile birleşmesi adımlarından oluşur. Anti-aglomeralar, tipik olarak amfifilik , yüzey aktif bileşikler, aglomerasyonda çok önemli bir rol oynayan hidrat agregatları ve su molekülleri arasındaki moleküler etkileşimleri bozar.

Yerinde termal stimülasyon

Bir yöntem, yerinde bir kapta hava-gaz yanması yoluyla metan hidrat bölgesine ısı verilmesi yoluyla yerinde termal uyarımı kullanır. Yanma, metan hidratın ayrışması için gerekli ısıyı sağlar. Bu yöntemde, metan hidratı parçalamak için metan'ın yaklaşık %1,1 ila %1,7'si yakılır. Isı bir kapta üretildiğinden, üretilen metan egzoz gazları ile karışmaz.

özellikleri

Fiziki ozellikleri

Metan hidrat, tortunun gözenek boşluklarını dolduran ve uyumlu tortular oluşturan sarı ila gri, şeffaf ila yarı saydam bir kütle oluşturur. Normal şartlar altında metreküp başına 900 kilogram civarında bir yoğunluğa sahiptir. Doğada, sudaki kaldırma kuvvetine karşı koyan kum veya kaya gibi daha ağır malzemelerle karıştırılarak oluşur. Sediment stabilize edici bir etki ile çimentolanır. Suyunkinden yaklaşık 4,5 kat daha yüksek olan metan hidratın sıkıştırma modülü nedeniyle , bu kaldırma kuvveti denizin her derinliğinde korunur ve derinlikle biraz artar.

0 °C sıcaklıkta 1 metreküp metan hidrat yaklaşık 164 metreküp metan içerir. Metan hidrat I'deki metan konsantrasyonu, sıvı sudaki çözünürlüğünden yaklaşık 5500 kat daha fazladır. Yüksek metan içeriği nedeniyle, ayrışan metan hidrat açık alevde tutuşur, bu durumda madde yanan buza benzer.

Şimdiye kadar, metan hidratların üç kristal yapısı bulunmuştur: Tip I metan ve etanın yanı sıra karbondioksit ve dihidrosülfit ile, Tip II propan ve izobütan ile ve Tip H, metilsikloheksan gibi daha uzun zincirli hidrokarbonlarla. Saf metan hidratın stabilite bölgesi, yaklaşık 5 ° C'lik bir sıcaklıkta ve yaklaşık 500 metrelik bir su derinliğine karşılık gelen 5 megapaskal veya 50 bar'lık bir basınçta başlar  . Metan ve karbon dioksit ile karıştırılmış hidratlar oluşturan hidrojen sülfür gibi diğer gazlar, kararlı aralığı sabit sıcaklıkta yaklaşık 1 MPa azaltabilir veya sabit basınçta yaklaşık 2 ° C artırabilir.

Yapı I, cisim merkezli kübik bir yapıya sahiptir. Bir elmas yapı olan Yapı II, hidrat metan ve etandan daha büyük ve pentandan daha küçük termojenik gaz molekülleri içerdiğinde oluşur . H yapısında metan küçük kafesleri işgal eder; ayrıca etilsikloheksan boyutuna kadar moleküller içerebilir.

Buzun kristal yapılarının karşılaştırılması ve metan hidrat I ve II

Emlak	buz	Metan hidrat i.	Metan hidrat II
Uzay grubu	P 6 3 / mmc (No. 194)Şablon: oda grubu / 194	PM 3 m (No. 221)Şablon: oda grubu / 221	Fd 3 m (No. 227)Şablon: oda grubu / 227
Su moleküllerinin sayısı	4.	46	136
273 K'de kafes parametreleri.	a = 4,52 c = 7,36	12.0	17.3

Yaklaşık 2500 barlık bir basınçta  , saf metan hidrat I, metan hidrat II'ye ve 6000 bar'da H formuna yeniden düzenlenir. Bu baskılar derin sedimanlarda hakim olduğundan, bu formlar geleneksel form I'e kıyasla orada hakim olabilir.

Moleküler Özellikler

Metan hidrat I'de 46 su molekülü başına 8 kafes oluşumu ile, tüm kafesler tamamen doluyken metan'ın suya molar oranı 1: 5.75 mol sudur, bu nedenle formül CH ₄  · 5.75 H ₂ O'dur. Doğal olarak Meydana gelen Metan hidrat, hidrasyon sayısı olarak adlandırılan kafeslerin doluluk oranı daha düşüktür ve molar oran yaklaşık 1: 6.0 ila 1: 6.2 mol sudur. Doğal olarak oluşan metan hidratta bağlı metan kütlesi bu nedenle ideal duruma göre yaklaşık %4 ila 7 daha azdır.

Üç hidrat kristal yapısındaki kafeslerin geometrisi I, II ve H

Metan hidrat	si		sII		sH
kafes boyutu	küçük	büyük	küçük	büyük	küçük	orta	büyük
açıklama	5 12	5 12 6 2	5 12	5 12 6 4	5 12	4 3 5 6 6 3	5 12 6 8
Birim hücre başına kafes sayısı	2	6.	16	8.	3	2	1
pm cinsinden ortalama kafes yarıçapı	395	433	391	473	391	406	571
Kafes başına oksijen atomu sayısı	20.	24	20.	28	20.	20.	36

Metan hidratın bozunması moleküler düzeyde ¹³ C sihirli açı döndürme - nükleer manyetik rezonans spektroskopisi ile araştırıldı . Ayrışma sırasında kafes işgal tipinin sabit kaldığı tespit edildi. Ayrışma sırasında tüm birim hücre ayrıştı, hiçbir hidrat kafesi türünün diğerinden daha kararlı olduğu kanıtlanmadı.

Yapıdaki metan CH germe bandı I 5 ¹² 6 ² kafeste 2904 cm ^-1 dalga sayısında Raman spektrumunda , 5 ¹² kafeste 2916 cm ^-1 . Metan hidratın yapısı, çeşitli CH germe titreşimlerinin tepe noktalarının integral yoğunluklarına dayanarak tahmin edilebilir.

kullanmak

hammadde

Fosil yakıtların kullanımı, 1880 ile 1998 yılları arasında yaklaşık 250 gigaton karbona karşılık geldi. Çıkarılıp yakıt olarak kullanılabilecek metan hidrat birikintilerinin oranıyla ilgili tahminler büyük bir belirsizlikle doludur, ancak ihtiyatlı tahminlerle bile metan hidrat gelecek için muazzam bir enerji potansiyeline sahiptir.

Metanın metan hidrattan güvenli, ekonomik ve çevre dostu bir şekilde ekstrakte edilebilmesi koşuluyla , enerji arzı üzerindeki sonuçları ve iklim üzerindeki etkisi muhtemelen geniş kapsamlıdır. Metan içindeki hidrojenin karbona 4:1'lik yüksek molar oranı nedeniyle, metan yakıldığında salınan karbondioksit molekülü başına diğer herhangi bir karbon içeren enerji kaynağından daha fazla miktarda enerji verilir.

${\ displaystyle \ matrm {C + O_ {2} \ rightarrow CO_ {2}} \ qquad \ Delta H_ {S} = 393 {,} 5 \; \ matrm {kJ \ cdot mol ^ {- 1}}}$

${\ displaystyle \ matrm {CH_ {4} +2 \, O_ {2} \ rightarrow CO_ {2} +2 \, H_ {2} O} \ qquad \ Delta H_ {S} = 890 {,} 4 \; \ matematik {kJ \ cdot mol ^ {- 1}}}$

Ham petrolde, hidrojenin karbona yaklaşık molar oranı yaklaşık 2:1 ve kömürde 1:1 civarındadır . Metanın kalorifik değeri saf karbonunkinin iki katından fazladır. Bu nedenle metan, diğer hidrokarbonlara göre bir enerji kaynağı olarak tercih edilir.

Doğalgaz boru hatlarının tıkanması

Boru hatlarında metan hidrat oluşumunu bastırmak için kimyasal, hidrolik, termal ve mekanik yöntemler kullanılabilir. Etilen glikol veya metanol gibi katkı maddeleri metan hidrat oluşumunun denge sıcaklığını değiştirir ve böylece oluşumlarını bastırır. Metanol, önceden doğal gaza buharlaştıktan sonra buhar kapanlarında birikebileceğinden sıklıkla kullanılan bir inhibitördür . Kuaterner amonyum bileşikleri gibi dağıtıcılar metan hidratın aglomerasyonunu bastırır . Polimerler metan hidrat kristallerinin büyümesini yavaşlatır. Hem dağıtıcılar hem de polimerler, düşük konsantrasyonlarda bile metan hidrat oluşumunu bastırır.

Hidrolik basınç tahliye yöntemi, boru hatlarında halihazırda oluşmuş olan metan hidrat kristallerinin çıkarılmasına izin verir. Termal yöntemle boru hattı iz ısıtma ile ısıtılır. Bu yöntem özellikle vanalar veya numune alma noktaları gibi aletler için uygundur .

Pigging boru hatları uygun bir mekanik yöntemdir . Domuzlar, ürün akışı boyunca boru hattı boyunca hareket eder ve metan hidrat birikintilerini giderir. Verimliliği artırmak için yöntemler birleştirilebilir. Metan hidratın parçalanmasından kaynaklanan boru hattı tıkanıklıklarının giderilmesi bazı riskler taşır. Dışarıdan ısıtma yapıldığında, hidrat tapası boru duvarından ayrılır. Metan salınımı, hacim veya basınçta güçlü bir artışa yol açar. Bunlar boru hattındaki metan hidrat tapasını hızlandırabilir; 300 km/saate kadar hızlar ölçülmüştür. Bu da taşınan doğal gazda basınç artışına veya boru hattının yırtılmasına neden olabilir.

Trietilenglikoltrocknung'da , içindeki suyun emilmesiyle susuzlaştırılmış trietilen doğal gaz, böylece çiy noktası düşürülür . Bunu yapmak için, trietilen glikol, bir ters akım işleminde bir kolonun tepesinden aşağı doğru akar ve nemli, yükselen doğal gazı susuzlaştırır. Kurutulmuş doğal gaz kolonun tepesinden çıkarken trietilen glikol kurutulur ve yeniden kullanılır. Kurutma işleminin bir sonucu olarak, doğal gazdaki su içeriği metan hidrat oluşumu için gerekli sınır konsantrasyonunun altına düşer.

Depolama alanı olarak kullan

Doğal gaz, geleneksel olarak sıvılaştırılmış doğal gaz veya sıkıştırılmış biçimde taşınır ve depolanır . Bu, düşük sıcaklıklar veya yüksek basınçlar gerektirir. Metan hidrat kullanıldığında, metan başlangıçta metan hidrat olarak depolanabilir ve gerekirse ondan salınabilir. Bununla birlikte, saf metan hidrat oluşumu hala nispeten yüksek basınçlar ve düşük sıcaklıklar gerektirir. Metana ek olarak propan, tetrahidrofuran veya sodyum lauril sülfat gibi promotörler içeren karışık hidratların oluşumu yoluyla hidrat oluşum basıncının azaltılması , hidrat araştırmasının merkezi bir konusudur. Metan salınımı, hidrat sıcaklığı düzenlenerek kontrol edilebilir. Metan hidrat, sıvılaştırılmış doğal gazdan daha yüksek bir sıcaklıkta stabildir, ancak taşıma için gereken hacim yaklaşık 7,5 kat daha fazladır. Sıvılaştırılmış doğal gaza kıyasla taşıma hacmindeki kayıp, teknik bir uygulamayı oldukça olası kılmaktadır.

Gaz ayırma

Maden gazının bir bileşeni olarak metan, metan hidrat oluşumuyla zenginleştirilebilir ve böylece nitrojen ve oksijenden ayrılabilir. Örneğin, 5 °C civarında sıcaklıklarda ve 3 ila 10 bar arasındaki basınçlarda bir su ve tetrahidrofuran karışımı, metan'ı düşük konsantrasyonlu maden gazından ayırmak için uygundur . Sodyum lauril sülfat gibi yüzey aktif maddeler , salma etkisini arttırıyor gibi görünmektedir.

Deniz suyunun tuzdan arındırılması

Deniz suyunun metan hidrat ve diğer gaz hidratlar ile tuzdan arındırılması fikri daha önceleri takip edildi. 1960'larda Koppers , propan bazlı bir süreç geliştirdi . Diğer işlem varyantları, 1,1-dikloro-1-floroetan (R-141b) veya karbon dioksit soğutma sıvısının kullanımına dayanıyordu . Tuzlu su ve hidratların ayrılması filtrasyon gerektirir.

Metan hidrat ile, "hidrat bazlı tuzdan arındırma (HBS)" temelinde, katyonların %70 ila 95'i ve anyonların %73 ila %83'ü deniz suyundan uzaklaştırılabilir. Katı metan hidrat sıvı tuzlu sudan ayrılırsa, hidrat ayrışmasından sonra tatlı su geri kazanılır ve metan döngüye geri beslenebilir. Bu, temel metan hidrat bazlı tuzdan arındırma işlemidir. Ters ozmoz veya çok aşamalı flaş buharlaştırma gibi yerleşik yöntemlerle karşılaştırıldığında , hidratlara dayalı deniz suyunun tuzdan arındırılması ikincil bir rol oynar.

Hidratlı soğuk hava deposu

Hidratlı soğuk depolama teknolojisi için metan, soğutucu ve karbondioksit gibi diğer maddelerle birlikte kullanılır . Teknik uygulama hala geliştirme aşamasındadır. Hidratlı soğuk depolamada ilk adım, sıcaklığı hidrat oluşum noktasına düşürmektir. Orada, soğuk hava deposunun ana bölümünü temsil eden ekzotermik metan hidrat oluşumu gerçekleşir. Depolanan soğuk enerji, çevreden ısıyı emerek endotermik hidrat ayrışması yoluyla serbest bırakılabilir. Hidrat bazlı soğuk depolama için uygun gaz karışımının seçimi büyük önem taşımaktadır. Güvenlik endişeleri nedeniyle, özellikle gaz sızıntılarıyla ilgili olarak, şu anda metan bazlı hiçbir endüstriyel sistem kullanılmamaktadır.

biyolojik önemi

bakteri

Blake Ridge ve Cascadia Margin'in derin hidratlı çökellerindeki bakteri oluşumunun incelenmesi, hem metan oksitleyici hem de metan oluşturan bakterileri ortaya çıkardı. Daha derin tortullarda mikrobiyolojik olarak oluşan metan, yukarıya doğru yükselir ve orada metan hidrat oluşturur. Hidrat stabilite bölgesi, metan oksidasyon oranlarının en yüksek olduğu metan oksitleyici popülasyonlar için bir habitattı . Esas olarak Proteobacteria toplulukları orada tespit edildi. Bunlar , metanın metanole oksidasyonu için demir içeren metan monooksijenazı kullanır. Doğrudan aşağıdaki bölgede, metanojenez hızı keskin bir şekilde yükseldi. Methanosarcinales ve Methanobacteriales esas olarak metan üreteci olarak bulunmuştur.

Buz solucanları

Kuzey Meksika Körfezi'nde , soğuk denizlerdeki yeraltı rezervuarlarından termojenik metan kaçıyor. Kaçan metan kısmen deniz tabanında metan hidrat birikintileri oluşturur. Temmuz 1997'de, Meksika Körfezi'nde 500 metreden fazla bir derinlikte , metan hidratlar üzerinde yaşayan pembe, yaklaşık 2 ila 4 santimetre uzunluğunda poli-kıllı bir popülasyon keşfedildi. "Buz solucanları" veya "metan buz solucanları" ( Sirsoe methanicola ) olarak da adlandırılan solucanlar, Hesionidae ailesine aittir . Buz solucanları metan hidrata girerek küçük çöküntüler oluşturur. Solucanlar sadece maruz kalan metan hidratı kolonize etmekle kalmaz, aynı zamanda tortuyla kaplı hidratı da kolonize eder. Nüfus yoğunluğu metrekare başına 2500 kişi civarındadır.

İzotop buz solucanların dokusunun incelenmesi bir işaret kemoototrofik besin kaynağı. Bunlar metan hidrat üzerinde serbestçe yaşayan ve metanı metabolize eden kemoototrofik bakterilerdir . Solucanlar, yaşam alanlarına oksijen sağlar ve böylece metan hidratın çözünmesine katkıda bulunur.

Bathymodiolus midye

Buz solucanlarına ek olarak, metan hidrat yataklarında midye Bathymodiolus childressi bulunur . Bunlar , deniz suyundan emilen metanla beslenen solungaçlarda bakteriyel kemoototrofik simbiyontları barındırır . Hayvanlarda bulunan -51 ila -57 ‰'lik karbon izotop oranı δ13C, hem midye hem de ortakyaşarlar için metanın birincil karbon kaynağı olduğu varsayımını desteklemektedir.

Tüp solucanları

Vestimentiferans cinsinin daha büyük tüp kurtları, metan hidrat birikintileri tarafından kolonize edildi . Birincil diyetleri , trofozom adı verilen bir iç organda yaşayan simbiyotik hidrojen sülfür veya metan oksitleyici bakteriler tarafından metabolize edilen sülfür açısından zengin sıvılardan gelir . Solucan öldüğünde, bakteriler salınır ve deniz suyunda serbest yaşayan popülasyona geri döner.

İklim uygunluğu

Metan, dünya tarafından yayılan kızılötesi radyasyonu karbondioksitten daha güçlü bir şekilde emer, bu da karbon dioksite göre küresel ısınma potansiyeline göre değerlendirilir; 100 yıllık bir zaman ufku için değer 28'dir. Atmosferde metan, formaldehit gibi ara aşamalar yoluyla hidroksil radikalleri tarafından karbondioksit ve suya oksitlenir . Atmosferik yarı ömrün 12 yıl olduğu tahmin edilmektedir.

paleoiklim

Atmosferik metan konsantrasyonundaki değişimin , dünya tarihi boyunca dünyanın yüzey sıcaklığını etkileme olasılığı yüksektir . 1000 Metan konsantrasyonları  milyonda kısım veya daha yüksek söylenir telafi gelmiş alt radyasyon çıkışı zayıf genç güneş uzak geçmişte. O sırada donma noktasının üzerindeki yüzey sıcaklıklarını açıkladıklarına inanılıyor. Büyük oksijen felaketi sırasında atmosferik metanın oksidasyonu, moleküler oksijen konsantrasyonundaki artış ve buna bağlı olarak atmosferdeki metan konsantrasyonundaki buna bağlı düşüş, yaklaşık 2,4 milyar yıl önce ve bunun sonucunda ortaya çıkan sera etkisinin yokluğundan sorumlu olduğu söyleniyor. paleoproterozoik buzullaşma .

Atmosferik metan kaynağı olarak metan hidratın çözülmesi, çeşitli paleoiklimsel olayların bir açıklaması olarak tartışılmıştır. Geç Prekambriyen'de Kartopu Dünyası'ndaki küresel buzlanmadaki düşüş , ekvator permafrostunda metan hidratın çözünmesine bağlanıyor. Bununla birlikte, dünyanın tamamen donduğu hipotezi bilimsel olarak tartışmalıdır.

55 milyon yıl önce Paleosen/Eosen maksimum sıcaklık ve Eosen Termal Maksimum 2 sırasında güçlü bir metan salınımı meydana gelmiş gibi görünüyor . O zaman atmosferde küresel bir ısınma vardı. Havanın metan içeriğindeki hızlı artışın kanıtları artık o zamanın kayalarında bulunabilir. Bununla birlikte, metan hidrattan büyük miktarda metan salınımının bir sonucu olarak beklenen izotop kaymalarının modeli, gözlemlenen modellerle aynı fikirde değildir. Döteryum to-hidrojen izotop oranı metan sulak alanlarda serbest bırakıldığını göstermektedir. Grönland buz çekirdeklerinin araştırılması, metan hidratın büyük ölçekli parçalanmasıyla ilişkilendirilebilecek büyük metan emisyonlarının Alleröd Interstadial gibi sıcak dönemleri tetiklediğine veya yoğunlaştırdığına dair hiçbir kanıt bulamadı .

Küresel ısınma sırasında, yüzyıllar boyunca kronik bir metan salınımı, atmosferde yüksek metan konsantrasyonlarına, yoğun bir geri beslemeye yol açabilir , çünkü metan sera etkisini yoğunlaştırır. Suyu deniz seviyesinin yükselmesine neden olan ve dolayısıyla deniz tabanındaki basıncı artıran kıtasal buzun erimesi, hidrat birikintilerini ancak küçük bir ölçüde stabilize edebilir. Bozulma durumunda iklim değişikliğini tetikleyecek kadar metan gazının atmosfere gerçekten girip giremeyeceği belirsizdir. Bunun bir göstergesi , Paleosen'in denizel karbonatlarındaki karbon izotop dağılımlarıdır .

Küresel ısınma potansiyeli

Metan hidratların bozunması, 2017 yılında salınan yaklaşık 6 milyon ton metan ile atmosferin metan dengesine yalnızca küçük bir katkı yaptı. Sulak alanlardan ve tarımdan kaynaklanan metan emisyonları ise her biri 200 milyon tonun üzerinde metan salmaktadır. Bununla birlikte, okyanusların ve atmosferin ısınması metan hidrat stabilite alanını azaltır ve metan hidratta bağlı metan gazının üstteki çökeltilere ve topraklara salınmasına yol açar. Serbest metan, yayılarak veya deniz tabanından okyanus suyuna yükselen bir gaz olarak kaçabilir. Sediment yapışması olmayan ayrı ayrı metan hidrat parçaları sudan daha hafiftir, yükselir ve yukarı çıkarken kısmen parçalanır ve metanı hızla daha yüksek su katmanlarına taşır. Bu tür taşıma nadirdir ve metan salınımına pek katkıda bulunmaz.

Metanın mikrobiyolojik metabolizması gibi faktörler de metan hidrat ayrışmasının atmosferik metan konsantrasyonu üzerindeki etkilerini azaltır. Metan, deniz yüzeyine çıkarken iki şekilde parçalanabilir. Bir yandan metan, deniz tabanındaki sülfatlarla oksidasyonun aşağıdaki reaksiyon denklemine göre gerçekleştiği anaerobik metan oksidasyon bölgesinden geçer :

${\ displaystyle \ matematik {CH_ {4} + SO_ {4} ^ {2 -} \ longrightarrow HCO_ {3} ^ {-} + HS ^ {-} + H_ {2} O}}$

Elde edilen hidrojen karbonat , kalsiyum karbonat olarak çökelir ve böylece metan hidrattan salınan metan için önemli bir havuz oluşturur. Yukarıdaki aerobik bölgede, orada çözünmüş oksijen tarafından bakteriyel olarak oksitlenir ve karbondioksit açığa çıkar. Oluşan karbondioksit pH değerini düşürerek okyanusların asitlenmesine katkıda bulunur . Derin deniz yataklarının atmosferik metan dengesi üzerindeki etkisi ihmal edilebilir düzeydedir ve uzun vadede düşük olarak sınıflandırılır. Yüksek atmosferik sıcaklık ile metan hidrat ayrışma neden olduğu derin su tabakaların ısıtılması, çünkü, çok yavaş ilerler ısı depolama kapasitesi en su bütünün ısı depolama kapasitesine okyanus tekabül üç metre atmosfer.

Deniz istikrar alanı yakınında ve kıtasal Arktik bölgelerinde karasal ve su basmış permafrost topraklarda deniz metan hidrat birikintileri iklim üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olabilir. Gelen Arktik Okyanusu nedeniyle düşük sıcaklık, metan hidrat yatakları yaklaşık 300 metrelik bir su derinliğinden tortu beklenmektedir. Metan, daha düşük basınç nedeniyle sığ deniz derinliklerinde suda daha az çözünür, kabarcıklar halinde yükselebilir ve atmosfere karışabilir.

Permafrost toprakların ısınması, toprak çözülür çözülmez metan salabilir. 2016 yılında yapılan bir araştırma, permafrosttan salınan metanın küresel ısınmaya katkısını “hala nispeten düşük” olarak değerlendirdi. 2020'de Doğu Sibirya kıyılarında, kıtasal eğimin bir alanı üzerinde Arktik Okyanusu'ndaki metan hidratlardan metan salınabileceğine dair kanıtlar bulundu. Metan, bu çökeltilerden ve topraklardan atmosfere girerse, mevcut iklim değişikliği üzerinde olumlu bir geri bildirim etkisi olabilir ve küresel ısınmanın hızlanmasına neden olabilir.

Jeolojik tehlikeler

Storegga slayt

Norveç Denizi'ndeki Norveç kıta sahanlığının kenarında, son buzul çağının sonlarına doğru denizaltı heyelanları meydana geldi. İyi bilinen üç Storegga slaydı, bilinen en büyük slaytlar arasındadır. 3500 kilometreküp moloz hacmine sahip son heyelan yaklaşık 8200 yıl önce meydana geldi ve Kuzey Atlantik'te bir megatsunamiye neden oldu .

Kıtasal eğimin yaklaşık 170 ila 260 metre altında metan hidratın çözülmesi, heyelanların tetikleyicisi olarak kabul edildi. Gelen ılık suyun, metan hidratın stabilite bölgesini değiştirdiği ve buz tabakasının geri çekilmesi yoluyla yükselen deniz seviyelerinin basınç etkisini aşırı telafi ettiği söyleniyor.

Diğer teoriler, eriyen buzullardan gelen su akıntılarının okyanusa trilyonlarca ton tortu taşıdığını öne sürüyor. Bu, İskandinavya çevresindeki daha sığ deniz yatağının Norveç Denizi'nin derinliklerine düştüğü kıta sahanlığının kenarında birikti. Ormen-Lange gaz sahasının yamacının 150 kilometre aşağısındaki bir alanda meydana gelen deprem , su altı çökellerini kararsız hale getirdi ve heyelanı tetikledi.

Cape Fear toprak kayması

Sismik veriler , Kuzey Carolina , Wilmington yakınlarındaki Cape Fear'da , son 30.000 yılda en az beş büyük denizaltı heyelanının meydana geldiğini gösteriyor. Orada metan hidrat oluşumları bulunduktan sonra, heyelanları tetikleyen metan hidrat birikintilerinin çözülmesi tartışıldı. Cape Fear kayma olaylarının tam tetik mekanizması tam olarak bilinmemekle birlikte, son çalışmalar, beş kayma olayının en az dördünün metan hidrat birikintilerinin çok üzerinde meydana geldiğini göstermektedir.

Metan gazı giderme tektoniği

Deforme kaya yüzeyleri ve bir dizi vardır granit mağaralar yakın Hudiksvall içinde İsveç . Bölge muhtemelen tarih öncesi zamanlarda güçlü bir depremle vuruldu. Yerel Boda Mağarası'nın alanı deforme olmuş ve bloklar halinde kesilmiştir. Boda Mağarası'nın o sırada depremin merkez üssüne uzaklığı yaklaşık 12 kilometre. Orada karşılaşılan deformasyonun, depremin sismik şok dalgasının tetiklediği patlayıcı metan hidrat düşüşünden kaynaklandığına inanılıyor.

Nakliye üzerindeki etkisi

Bermuda Şeytan Üçgeni'ndeki gemilerin batmasından büyük miktarlarda metan hidratın parçalanması ve ondan yükselen metan kabarcıkları defalarca sorumlu tutuldu . Arşimed prensibi olduğunu devletler statik yüzdürme bir ortamda bir organ gibi büyük gibidir ağırlık vücut tarafından yerinden ortamın. Metan gazı Yükselen azaltmak kabarcıklar yoğunluğunu deniz suyu . Bu azalma, yüzen nesne üzerindeki kaldırma kuvvetini azaltır ve potansiyel olarak batmasına neden olur. Aynı şekilde, büyük tek metan kabarcıkları gemileri batırabilir.

Metan hidratın bozunması için gereken enerji, yüksek bir ısı girdisi veya önemli bir basınç düşüşü gerektirir. Basıncın azalmasıyla metan hidrat bozunmasının Buz Devri ile bağlantılı olarak gerçekleştiğine dair göstergeler var . Deniz suyu büyük kıta buz tabakalarına bağlı olduğu için deniz seviyesi düştü. Bu, metan hidrat üzerindeki basıncı azalttı ve bu da metan salınımına neden oldu. Ancak bu mekanizma yavaştır ve salınım uzun bir süre boyunca gerçekleşir. Metan hidrat stabilite bölgesinin sınırına yakın olan metan hidrat birikintileri durumunda, gelgit aralığından kaynaklanan basınç değişikliklerinin metan salabileceğine dair göstergeler vardır . Bermuda Şeytan Üçgeni'nde olağandışı sayıda geminin batmadığı gerçeğine ek olarak, şimdiye kadar düşünülen metan hidrattan kendiliğinden gaz salınımı olasılığı Bermuda Şeytan Üçgeni için geçerli değildir.

kanıt

Kıta sınırlarında metan hidrat tespiti çoğunlukla sismik yöntemler kullanılarak yapılır . Yeraltının yapısı, yansıyan akustik sinyaller kullanılarak incelenir. Ses kaynağı olarak hava darbeleri kullanılır ve yansıyan ses dalgaları hidrofonlar tarafından alınır .

Akustik dalga direnci , deniz tabanının altındaki tortuda, yukarıdaki su sütununa göre daha yüksektir . Ses kendini göstermektedir de arasındaki ara dalga direncinde büyük bir fark ile iki madde. Metan hidrat içermeyen bir deniz tabanının sinyali, yeraltı hacminin yukarıdaki hacimden daha sert olduğu özel bir yansıma türü ile karakterize edilir.

Metan hidrat içeren katmanlar söz konusu olduğunda, zemini simüle eden reflektör, metan hidratta düşük dalga direncine sahip metan gazı ile doldurulmuş tortular üzerinde yüksek bir dalga direncini gösteren farklı bir yansıma türü ile karakterize edilir. Sismik yöntemler kullanarak metan hidrat alanlarının yerini araştırmak, zemini simüle eden reflektörün kolayca tanınabileceği alanlarda nispeten kolaydır. Toprağı simüle eden yansıtıcı genellikle altında serbest gaz bulunan bir metan hidrat tabakasının tabanını işaretler. Tek başına sismik yöntemlerle tortudaki metan hidratın tam oranının belirlenmesi zordur ve muhtemelen kesin değildir. Metan hidratın altında serbest gaz bulunmayan alanlarda, toprak simülasyonlu reflektör yoktur; orada metan hidratın tespiti, karotların çıkarılması gibi başka yöntemler gerektirir.

Uzay araştırmalarında, kızılötesi spektroskopinin kullanılması metan hidratı tespit etmenin bir yolu olabilir . Kapalı metan molekülleri , titreşim spektrumları metan hidrat için benzersiz olan su kafeslerinde yakın ila orta kızılötesi aralığında 10 ila 200 Kelvin'lik düşük sıcaklıklarda gaz halinde bir davranış gösterir  .

İnternet linkleri

• Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırmalar Kurumu'nun Menlo Park, California'daki metan hidrat laboratuvarının videosu

Edebiyat

• E. Dendy Sloan Jr., Carolyn A. Koh: Doğal gazların klatrat hidratları. CRC Press, 2008, Boca Raton, ISBN 978-0-8493-9078-4 , 730 sayfa.
• Yuri F. Makogon: Hidrokarbonların Hidratları . Penn Well Publishing Company, Tulsa, 1997, ISBN 0-87814-718-7 , 482 sayfa.

Bireysel kanıt

Bu makale, 30 Mayıs 2021'de bu sürümdeki mükemmel makaleler listesine eklendi .