クラスレートとは何ですか？

clathrateは、水分子で構成されるケージのような構造内に別の物質の分子が閉じ込められているハイドレートまたは水化合物の一種です。閉じ込められた分子は通常、通常の圧力と温度でガスです。クラスレートは、一般的に高い圧力と低温で形成される氷のような固体です。最もよく知られており、最も研究されているのは、世界の多くの地域で海底の下の大きな堆積物で自然に発生するメタン水和物です。これらは潜在的なエネルギー源かもしれませんが、おそらく地球温暖化によって促される大量のクラスレートメタンの突然の放出が悲惨なものになる可能性があるという懸念もあります。「ゲスト分子」で占める可能性のある中空の中心を備えた12の五角形の顔を形成するように配置された分子。この構造は、基本的に水分子間の水素結合によって結合されていますが、ゲスト分子によって安定化されています。Dodecahedraを一緒に詰めて利用可能なすべてのスペースを埋めることができないため、他の多面体の形状も発生するため、格子が形成されます。ケージの形状のこの変動と、すべてのケージが必ずしも占有されているわけではないという事実により、クラスレートに正確な化学式を与えることはできません。クラスレートゲスト分子は、メタンまたはエタン、酸素、窒素、二酸化炭素などの炭化水素ガスです。この化合物は、すべての大陸の端とシベリアとアラスカの永久凍土地域の周りのさまざまな場所で大量に発生します。これらの堆積物は、地球上で最大の炭化水素保護区であると推定されており、石炭、石油、天然ガスの既知の埋蔵量をはるかに上回っています。それらは、気温が十分に低い海底の表面のすぐ下または土地での堆積物の嫌気性条件で微生物活性によって生成されたメタンから形成されたと考えられています。熱帯地域でさえ、海底温度は、凝集点の形成に十分な低さであり、圧力により凍結点より数度上で固化することができます。天然ガスの供給源。ただし、抽出に伴う深刻な技術的困難が伴う場合があり、それが非経済的になります。ソビエト連邦は、1960年代から1970年代にシベリアの永久凍土閉じ込め堆積物からガスを抽出しようとする多くの失敗した試みを行いました。また、閉じ込められたガスの放出に使用される方法が堆積物を不安定にする可能性があり、潜在的に沈下や地滑りにつながる可能性があるという懸念があります。それらは発生する温度や圧力条件の外で安定しておらず、地球温暖化がそれらを不安定にする可能性があるという懸念があります。これは2倍の脅威をもたらします。

第一に、大陸の端で堆積物と混合されたクラスレート氷の融解は、巨大な地滑りとその結果として生じる津波をもたらす可能性があります。これがノルウェーの海岸で起こった可能性があるという比較的最近の地質学的過去からの証拠があります。第二に、メタンは強力な「温室」ガスであり、大気中の熱を二酸化炭素よりもさらに大きな範囲に閉じ込めます。このガスの膨大な量の突然の放出は、地球温暖化を加速する可能性があり、それがさらに不安定化を引き起こす可能性があります。繰り返しますが、これは自然なプロセスを通じて過去に起こった可能性があり、2011年の時点で、永久凍土堆積物のメタン水和物について特に懸念があるという地質学的証拠があります。