Tak wyglądają hydraty (klatraty) metanu (źródło: Wikimedia Commons).
Hydraty metanu (tak zwany “lód metanowy”) to substancja złożona z zamarzniętej wody oraz metanu. Tworzy ona bryły spoczywające na dnach mórz i oceanów, na stokach kontynentalnych. Roztopienie tych substancji i uwolnienie metanu do atmosfery może spowodować globalne ocieplenie.
Hydraty metanu a globalne ocieplenie
Metan jest silnym gazem cieplarnianym – bardziej niebezpiecznym niż dwutlenek węgla. Ograniczenie jego emisji jest trudne, gdyż trafia on do atmosfery z wielu źródeł naturalnych. Jednym z nich są wybuchy wulkanów.
Inne źródło metanu to tak zwane hydraty (klatraty) metanu, znajdujące się na dnach oceanów, tuż pod powierzchnią osadu. Nagły impuls może doprowadzić do uwolnienia zawartego w nich gazu. Impulsem takim może być trzęsienie ziemi, destabilizujące stok kontynentalny i powodujące podmorskie osuwiska.
Uwolniony metan trafia do atmosfery. Prowadzi to do nasilenia się efektu cieplarnianego.
Paleogen: metan spowodował wzrost temperatury?
Duże ilości metanu uwalniającego się z klatratów mogły w przeszłości powodować globalne ocieplenie. Jednym ze zdarzeń podejrzewanych o związek z hydratami jest paleoceńsko-eoceńskie optimum klimatyczne.
Miało ono miejsce około 50 milionów lat temu (w paleogenie). W ciągu niecałych 20 tys. lat temperatura wzrosła o 6 stopni Celsjusza. To trzy razy więcej niż przewidywane przez naukowców, trwające od kilkudziesięciu lat ocieplenie.
Uwolnienie dużych ilości gazu cieplarnianego mogło być jedną z prawdopodobnych przyczyn nagłego wzrostu temperatur. Naukowcy podkreślają jednak, że tak gwałtowne ocieplenie prawdopodobnie nie wynikało wyłącznie z dostarczenia do atmosfery metanu z den oceanicznych.
Inne możliwe przyczyny to:
- intensywna działalność wulkaniczna, związany między innymi z procesami metamorfizmu (przeobrażania skał), zachodzącymi wówczas na ogromną skalę,
- zmiany kierunków krążenia wód oceanicznych; częściowo były one także odpowiedzialne za zdestabilizowanie podmorskich rezerwuarów hydratów metanu,
- ocieplenie wód oceanicznych wywołane przez czynniki inne niż uwolnienie gazów z klatratów; globalne ocieplenie na niewielką skalę powoduje wyrzucanie metanu z hydratów do atmosfery; w efekcie temperatura dalej wzrasta i koło się zamyka.
Współczesne zagrożenia
Hydraty metanu spoczywają na dnach oceanów także dzisiaj. Co więcej, stanowią one ogromne złoża, które być może w przyszłości pozwolą na eksploatowanie węglowodorów.
Mapa współczesnych wystąpień hydratów metanu. Stanowiska skupione są na stokach kontynentów (źródło: United States Geological Survey).
Niestety, olbrzymie zasoby metanu na dnach oceanicznych to także zagrożenie. Mogą one bowiem zostać uwolnione do atmosfery, jeśli tylko zdestabilizowane zostaną stoki kontynentalne. A do tego prowadzą wielkie trzęsienia ziemi, a także wzrost temperatury wywołany działalnością człowieka.
Jeśli jednak dojdzie do uwolnienia metanu, to skutki niekoniecznie będą katastrofalne. Nie ma dowodów, że wspomniane wcześniej paleoceńsko-eoceńskie optimum klimatyczne w całości zostało wywołane przez hydraty.
Wręcz przeciwnie, należy założyć, że spora część 6-stopniowego ocieplenia była efektem innych, wymienionych wcześniej czynników. To oznacza, że zmiany klimatyczne wywołane przez hydraty metanu mogą być ograniczone.
Sytuacja nie jest jednak stuprocentowo bezpieczna. Zdaniem ekspertów trwające globalne ocieplenie może spowodować zwiększenie temperatury nawet o 2 stopnie. Nawet mało znaczące zmiany klimatyczne wywołane przez hydraty metanu trzeba jednak do tego doliczyć. Efekty zsumowanego działania obu czynników mogą potencjalnie doprowadzić do katastrofy klimatycznej na dużą skalę.
Warto przeczytać:
Nauka w Polsce, 25 kwietnia 2007: Śmiercionośny metan utrzymuje rytm życia na Ziemi.
Źródło:
Higgins, J. A., Schrag, D. P., 2006. Beyond methane: Towards a theory for the Paleocene–Eocene Thermal Maximum. Earth and Planetary Science Letters 245, 523–537.
