Τι είναι ένα clathrate;

Ένα clathrate είναι ένας τύπος ενυδάτωσης ή ένωση νερού, στο οποίο τα μόρια μιας άλλης ουσίας παγιδεύονται μέσα σε μια δομή που μοιάζει με κλουβί που αποτελείται από μόρια νερού.Το παγιδευμένο μόριο είναι συνήθως ένα αέριο σε κανονική πίεση και θερμοκρασία.Τα clathrates είναι παγωμένα στερεά που γενικά σχηματίζονται σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.Μεταξύ των πιο γνωστών και πιο μελετημένων είναι ένα ένυδρο μεθάνιο που εμφανίζεται φυσικά σε μεγάλες καταθέσεις κάτω από τον πυθμένα σε πολλά μέρη του κόσμου.Αυτά μπορεί να είναι μια πιθανή πηγή ενέργειας, αλλά υπάρχει επίσης ανησυχία ότι μια ξαφνική απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων μεθανίου clathrate, ίσως που προκαλείται από την υπερθέρμανση του πλανήτη, θα μπορούσε να είναι καταστροφική.

Η βασική μονάδα των περισσότερων clathrates είναι ένα δωδεκαέδριο αποτελούμενη από 20 νερόΤα μόρια διατεταγμένα να σχηματίσουν 12 πεντάγωνο πρόσωπα, με ένα κοίλο κέντρο που μπορεί να καταληφθεί από ένα "μόριο επισκεπτών".Η δομή συγκρατείται ουσιαστικά από δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού, αλλά σταθεροποιούνται από τα μόρια των επισκεπτών.Δεδομένου ότι η δωδεκαέτρα δεν μπορεί να συσκευαστεί μαζί για να γεμίσει όλο τον διαθέσιμο χώρο, εμφανίζονται και άλλα πολυεδρικά σχήματα, έτσι ώστε να σχηματίζεται ένα πλέγμα.Λόγω αυτής της διακύμανσης στα σχήματα των κλουβιών και το γεγονός ότι δεν είναι απαραίτητα όλοι οι κλουβιά, οι Clathrates δεν μπορούν να δοθούν ακριβείς χημικοί τύποι.Αυτή η ένωση εμφανίζεται σε μεγάλες ποσότητες σε διάφορες τοποθεσίες γύρω από τις άκρες όλων των ηπείρων και στις περιοχές Permafrost της Σιβηρίας και της Αλάσκας.Εκτιμάται ότι αυτές οι καταθέσεις αποτελούν το μεγαλύτερο αποθεματικό υδρογονανθράκων στον πλανήτη, υπερβαίνουν κατά πολύ τα γνωστά αποθέματα άνθρακα, πετρελαίου και φυσικού αερίου.Θεωρείται ότι έχουν σχηματιστεί από μεθάνιο που παράγεται από μικροβιακή δραστηριότητα στις αναερόβιες συνθήκες σε ιζήματα ακριβώς κάτω από την επιφάνεια του θαλασσινού ή σε γη όπου οι θερμοκρασίες είναι αρκετά χαμηλές.Ακόμη και στις τροπικές περιοχές, οι θερμοκρασίες του θαλασσινού νερού είναι αρκετά χαμηλές για τον σχηματισμό clathrate, όπου η πίεση τους επιτρέπει να στερεοποιηθούν σε λίγους βαθμούς πάνω από το σημείο κατάψυξης.Πηγή φυσικού αερίου.Ωστόσο, μπορεί να υπάρξουν σοβαρές τεχνικές δυσκολίες στην εξόρυξη που την καθιστά αντιοικονομική.Η Σοβιετική Ένωση πραγματοποίησε αρκετές ανεπιτυχείς προσπάθειες για την εξαγωγή αερίου από τις καταθέσεις Clathrate της Σιβηρίας κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1960 και του 1970.Υπάρχει επίσης ανησυχία ότι οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την απελευθέρωση του παγιδευμένου αερίου μπορεί να αποσταθεροποιήσουν τις καταθέσεις, οι οποίες θα μπορούσαν ενδεχομένως να οδηγήσουν σε καθίζηση και κατολισθήσεις.Δεν είναι σταθεροί εκτός των συνθηκών θερμοκρασίας και πίεσης όπου συμβαίνουν και υπάρχει ανησυχία ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη μπορεί να τις καταστήσει ασταθές.Αυτό αποτελεί διπλή απειλή.

Πρώτον, η τήξη του πάγου clathrate που αναμιγνύεται με ιζήματα σε ηπειρωτικά άκρα θα μπορούσε να οδηγήσει σε μαζικές κατολισθήσεις και επακόλουθο τσουνάμι.Υπάρχουν στοιχεία από το σχετικά πρόσφατο γεωλογικό παρελθόν ότι αυτό μπορεί να έχει συμβεί από την ακτή της Νορβηγίας.Δεύτερον, το μεθάνιο είναι ένα ισχυρό αέριο "θερμοκηπίου" που παγιδεύει τη θερμότητα στην ατμόσφαιρα σε ακόμη μεγαλύτερη έκταση από το διοξείδιο του άνθρακα.Η ξαφνική απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων αυτού του αερίου θα μπορούσε να επιταχύνει την υπερθέρμανση του πλανήτη, γεγονός που με τη σειρά του θα μπορούσε να προκαλέσει περαιτέρω αποσταθεροποίηση.Και πάλι, υπάρχουν γεωλογικές ενδείξεις ότι αυτό μπορεί να έχει συμβεί στο παρελθόν μέσω φυσικών διαδικασιών και υπάρχει, από το 2011, ιδιαίτερη ανησυχία για το ενυδάτωση μεθανίου σε καταθέσεις permafrost.