Metaaniklatraatti

Wikipedia

Metaaniklatraatti (metaanijääkasauma, "palava jää"), jota nimitetään myös metaanihydraatiksi on valkoista huokoista jäätä, jossa vesijään kiderakenne sulkee metaanikaasun (CH₄) sisäänsä. Sitä on mm. merten pohjan kerrostumissa mannerjalustojen rinteillä. Yhdysvaltojen geologinen tutkimuslaitos on arvioinut, että metaaniklatraatteihin on sitoutunut kaksi kertaa niin paljon hiiltä kuin kaikkiin tunnettuihin muihin fossiilisten polttoaineiden raaka-aineiden esiintymiin. Joitanin aikoina maapallon historiassa metaaniklatraattia lienee vapautunut merenpohjasta esim. valtavian tulivuorenpurkausten takia.

[muokkaa] Metaaniklatraattiesiintymät

Metaaniklatraattia muodostuu kylmässä ja korkeassa paineessa maan sisässä. Orgaaninen muodostuminen vaatii hapettomat olot ja riittävän määrän hiiltä. Metaaniklatraatti sijaitsee sen muodostumiselle sopivalla syvyydellä, jossa ei ole liian kuuma ja on sopiva paine. Tätä vyöhykettä kutsutaan englanninkielisellä lyhenteellä GHSZ (Gas Hydrate Stability Zone).

Metaaniklatraattia on kerrostunut kylmiin meren syvänteisiin ja mannerjalustojen mannerrinteisiin, joissa pohjaveden lämpötila on alle alle 2 °C ja pohjan 0 °C. Metaani syntyy hapettomilla, nopeasti hiiltä kerrostavilla mannerjalusta-alueilla anaerobisen bakteeritoiminnan takia. Se on osa hiilen kiertokulkua. Metaaniklatraatti on aina alle 2000 m syvyydessä, koska ei esiinny kuumassa maan sisuksissa. Mantereella metaaniklatraattia on hiekkakivessä alle 800 m syvyydessä Siperiassa ja Alaskassa.

Metaaniklatraatti voi vapauttaa kasvihuonekaasu metaania ilmakehään seuraavien syiden takia:

• merenpinta laskee, jolloin meren kerrostumien metaani alkaa kuplia mannerinteen lähellä.
• merenpinta nousee mantereelle alueelle, jossa on metaaniklatraattikerrostumia.
• lämpötila nousee, jolloin metaani alkaa vapautua kerrostumista.

[muokkaa] Numerotietoja metaaniklatraatista

1 metaanimooli vapautuu jokaiseta metaanihydraatin 5,75 vesimoolista eli nollassa asteessa, yhden ilmakehän paineessa yksi metaaniklatraattilitra sisältää 168 metaanikaasulitraa. Metaaniklatraatin tiheys on 0,9 g/cm₃. Metaani alkaa vapautua tästä "palavasta jäästä" 18 asteen lämpötilassa. Klatraateista vapautui hiiltä paleoseenin lämpöhuipussa PETM:issä 1,1-2,1*10^{15 kg} joka vastaa 10%:a nykyistä klatraattivaroista (7,5-15₁₅ kg). Nykyinen metaanihydraatti sisältää 2-10x niin paljon kaasua kuin mitä nykyisissä kaasuesiintymissä on eli 1-5 x 10¹⁵ m³ tämän hetkisten arvioiden mukaan, aikaisemmat arviot olivat korkeampia. Tämä vastaa 500-2500 gigatonnia hiiltä (GtC). Arktisella alueella lienee mataania klatraateissa 400 GtC. Yksistään Meksikonlahdella on arviolta ~10¹⁰m³ metaanikaasua.