clathrate คืออะไร?

clathrate เป็นชนิดของความชุ่มชื้นหรือสารประกอบน้ำซึ่งโมเลกุลของสารอื่นติดอยู่ภายในโครงสร้างคล้ายกรงที่ประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำโมเลกุลที่ติดอยู่มักจะเป็นก๊าซที่ความดันและอุณหภูมิปกติclathrates เป็นของแข็งเหมือนน้ำแข็งที่เกิดขึ้นที่แรงดันสูงและอุณหภูมิต่ำในบรรดาผู้ที่รู้จักกันดีที่สุดและมีการศึกษามากที่สุดคือมีเธนไฮเดรตที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในการสะสมขนาดใหญ่ภายใต้ก้นทะเลในหลายส่วนของโลกสิ่งเหล่านี้อาจเป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพ แต่ก็มีความกังวลว่าการปล่อยก๊าซมีเทน clathrate จำนวนมากอาจได้รับการกระตุ้นจากภาวะโลกร้อนอาจเป็นหายนะ

หน่วยพื้นฐานของ clathrates ส่วนใหญ่เป็น dodecahedron ที่ประกอบด้วย 20 น้ำ 20 น้ำโมเลกุลที่จัดขึ้นเพื่อสร้างใบหน้าเพนตากอน 12 หน้าด้วยศูนย์กลวงที่สามารถครอบครองได้โดย“ โมเลกุลของแขก”โครงสร้างนั้นจัดขึ้นโดยพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำ แต่มีความเสถียรโดยโมเลกุลของแขกเนื่องจาก Dodecahedra ไม่สามารถบรรจุเข้าด้วยกันเพื่อเติมเต็มพื้นที่ว่างทั้งหมดรูปทรงโพลีเฮดอรัลอื่น ๆ จึงเกิดขึ้นเช่นกันเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงนี้ในรูปทรงกรงและความจริงที่ว่ากรงทั้งหมดไม่จำเป็นต้องครอบครอง clathrates ไม่สามารถกำหนดสูตรทางเคมีที่แม่นยำได้Clathrate โมเลกุลของแขกรับเชิญสามารถเป็นก๊าซไฮโดรคาร์บอนเช่นมีเธนหรืออีเทน, ออกซิเจน, ไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์

มีเธนไฮเดรตเป็นสารประกอบ clathrate ที่สร้างความสนใจมากที่สุดสารประกอบนี้เกิดขึ้นในจำนวนมากในสถานที่ต่าง ๆ รอบ ๆ ขอบของทุกทวีปและในภูมิภาค permafrost ของไซบีเรียและอะแลสกามีการประเมินว่าเงินฝากเหล่านี้เป็นสำรองไฮโดรคาร์บอนที่ใหญ่ที่สุดในโลกซึ่งมีปริมาณสำรองที่รู้จักกันดีของถ่านหินน้ำมันและก๊าซธรรมชาติที่รู้จักกันดีพวกเขาคิดว่าเกิดขึ้นจากมีเธนที่เกิดจากกิจกรรมของจุลินทรีย์ในสภาพที่ไม่ใช้ออกซิเจนในตะกอนใต้พื้นผิวของพื้นทะเลหรือบนบกที่อุณหภูมิต่ำเพียงพอแม้ในภูมิภาคเขตร้อนอุณหภูมิของพื้นทะเลก็ต่ำพอสำหรับการก่อตัวของ clathrate ซึ่งความดันช่วยให้พวกเขาสามารถแข็งตัวได้ไม่กี่องศาเหนือจุดเยือกแข็ง

เนื่องจากมีเธนจำนวนมากที่เก็บไว้ในเงินฝากเหล่านี้แหล่งที่มาของก๊าซธรรมชาติอย่างไรก็ตามอาจมีปัญหาทางเทคนิคอย่างร้ายแรงที่เกี่ยวข้องกับการสกัดที่ทำให้ไม่ประหยัดสหภาพโซเวียตได้พยายามที่จะสกัดก๊าซจากไซบีเรียเพอร์มาฟรอสต์ clathrate จำนวนมากในช่วงทศวรรษที่ 1960 และ 1970นอกจากนี้ยังมีความกังวลว่าวิธีการที่ใช้ในการปลดปล่อยก๊าซที่ติดอยู่อาจทำให้เงินฝากไม่มั่นคงซึ่งอาจนำไปสู่การทรุดตัวและแผ่นดินถล่ม

แม้ว่า clathrate ฝากอาจเป็นแหล่งพลังงานขนาดใหญ่ที่ไม่ได้ใช้ แต่พวกเขาก็อาจก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงพวกเขาไม่มั่นคงนอกอุณหภูมิและเงื่อนไขความดันที่เกิดขึ้นและมีความกังวลว่าภาวะโลกร้อนอาจทำให้พวกเขาไม่เสถียรนี่เป็นภัยคุกคามสองเท่า

ประการแรกการละลายของน้ำแข็ง clathrate ผสมกับตะกอนที่ขอบทวีปอาจส่งผลให้เกิดแผ่นดินถล่มขนาดใหญ่และสึนามิที่ตามมามีหลักฐานจากอดีตทางธรณีวิทยาที่ค่อนข้างล่าสุดว่าสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นนอกชายฝั่งของนอร์เวย์ประการที่สองมีเธนเป็นก๊าซ“ เรือนกระจก” ที่มีศักยภาพที่ดักจับความร้อนในชั้นบรรยากาศในระดับที่ยิ่งใหญ่กว่าคาร์บอนไดออกไซด์การปล่อยก๊าซจำนวนมากในปริมาณมหาศาลอย่างฉับพลันสามารถเร่งความเร็วโลกร้อนได้ซึ่งอาจทำให้เกิดความไม่มั่นคงอีกครั้งมีหลักฐานทางธรณีวิทยาที่อาจเกิดขึ้นในอดีตผ่านกระบวนการทางธรรมชาติและมีความกังวลเป็นพิเศษเกี่ยวกับมีเธนไฮเดรตในการสะสมของ permafrost