stringtranslate.com

Метан

Метан ( США : / ˈ m ɛ θ eɪ n / METH -ayn , Великобритания : / ˈ m iː θ eɪ n / MEE -thayn ) — химическое соединение с химической формулой CH 4 (один атом углерода связан с четырьмя атомами водорода ) . Это гидрид 14-й группы , простейший алкан и основной компонент природного газа . Относительное обилие метана на Земле делает его экономически привлекательным топливом , хотя его улавливание и хранение представляет собой техническую проблему из-за его газообразного состояния при нормальных условиях по температуре и давлению .

Природный метан встречается как под землей, так и под морским дном и образуется в результате геологических и биологических процессов. Самый крупный резервуар метана находится под морским дном в виде клатратов метана . Когда метан достигает поверхности и атмосферы , он известен как атмосферный метан . [9]

Концентрация метана в атмосфере Земли увеличилась примерно на 160% с 1750 года, причем подавляющий процент вызван деятельностью человека. [10] Согласно отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата за 2021 год, на его долю приходится 20% общего радиационного воздействия от всех долгоживущих и глобально смешанных парниковых газов . [11] Сильное, быстрое и устойчивое сокращение выбросов метана может ограничить краткосрочное потепление и улучшить качество воздуха за счет сокращения глобального приземного озона. [12]

Метан также был обнаружен на других планетах, включая Марс , что имеет значение для астробиологических исследований. [13]

Свойства и связь

Ковалентно связанные водород и углерод в молекуле метана.

Метан представляет собой тетраэдрическую молекулу с четырьмя эквивалентными связями C–H . Его электронная структура описывается четырьмя связывающими молекулярными орбиталями (МО) , возникающими в результате перекрытия валентных орбиталей C и H. МО с самой низкой энергией является результатом перекрытия 2s-орбитали углерода с синфазной комбинацией 1s-орбиталей четырех атомов водорода. Выше этого энергетического уровня находится тройной вырожденный набор МО, в которых 2p-орбитали углерода перекрываются различными линейными комбинациями 1s-орбиталей водорода. Полученная схема связи «три к одному» согласуется с измерениями фотоэлектронной спектроскопии.

Метан — бесцветный, прозрачный газ без запаха. [14] Он действительно поглощает видимый свет, особенно в красной части спектра, из-за обертоновых полос , но эффект заметен только в том случае, если путь света очень длинный. Именно это придает Урану и Нептуну синий или голубовато-зеленый цвет, поскольку свет проходит через их атмосферу, содержащую метан, а затем рассеивается обратно. [15]

Привычный запах природного газа, используемого в домах, достигается за счет добавления одоранта , обычно смесей, содержащих трет -бутилтиол , в качестве меры безопасности. Метан имеет температуру кипения −161,5  °C при давлении в одну атмосферу . [3] Как газ, он воспламеняется в диапазоне концентраций (5,4–17%) в воздухе при стандартном давлении .

Твердый метан существует в нескольких модификациях . На данный момент известно девять. [16] Охлаждение метана при нормальном давлении приводит к образованию метана I. Это вещество кристаллизуется в кубической системе ( пространственная группа Fm 3 m). Положения атомов водорода в метане I не фиксированы, т.е. молекулы метана могут свободно вращаться. Следовательно, это пластиковый кристалл . [17]

Химические реакции

Основными химическими реакциями метана являются горение , паровая конверсия в синтез-газ и галогенирование . В целом реакции метана трудно контролировать.

Селективное окисление

Частичное окисление метана в метанол ( CH 3 OH ), более удобное жидкое топливо , является сложной задачей, поскольку реакция обычно развивается до углекислого газа и воды даже при недостаточном поступлении кислорода . Фермент метанмонооксигеназа производит метанол из метана, но не может быть использован для реакций промышленного масштаба. [18] Были разработаны некоторые системы с гомогенным катализом и гетерогенные системы, но все они имеют существенные недостатки. Обычно они работают путем создания защищенных продуктов, защищенных от переокисления. Примеры включают систему Catalytica , медные цеолиты и железные цеолиты, стабилизирующие активный центр альфа-кислорода . [19]

Одна группа бактерий катализирует окисление метана с использованием нитрита в качестве окислителя в отсутствие кислорода , вызывая так называемое анаэробное окисление метана . [20]

Кислотно-основные реакции

Как и другие углеводороды , метан является чрезвычайно слабой кислотой . Его p K a в ДМСО оценивается в 56. [21] Он не может быть депротонирован в растворе, но сопряженное основание известно в таких формах, как метиллитий .

Было обнаружено множество положительных ионов , полученных из метана, в основном в виде нестабильных частиц в газовых смесях низкого давления. К ним относятся метений или метиловый катион CH.+3, катион метана CH+4и метан или протонированный метан CH+5. Некоторые из них были обнаружены в космическом пространстве . Метан также можно получать в виде разбавленных растворов метана с суперкислотами . Катионы с более высоким зарядом, такие как CH2+6и СН3+7, были изучены теоретически и предположительно стабильны. [22]

Несмотря на прочность связей C–H, существует большой интерес к катализаторам , которые способствуют активации связей C–H в метане (и других алканах с меньшими номерами ). [23]

Горение

Молодая женщина держит в руках пламя.
Пузырьки метана можно сжечь на мокрой руке без травм.

Теплота сгорания метана составляет 55,5 МДж/кг. [24] Сжигание метана представляет собой многостадийную реакцию, кратко описанную следующим образом:

СН 4 + 2 О 2 → СО 2 + 2 Н 2 О
(Δ H = −891 кДж / моль , в стандартных условиях)

Четырехэтапная химия Питерса — это систематически сокращенная четырехэтапная химия, объясняющая горение метана.

Метанорадикальные реакции

В соответствующих условиях метан реагирует с радикалами галогенов следующим образом:

•X + CH 4 → HX + •CH 3
•CH 3 + X 2 → CH 3 X + •X

где X представляет собой галоген : фтор (F), хлор (Cl), бром (Br) или йод (I). Этот механизм этого процесса называется свободнорадикальным галогенированием . Он инициируется, когда ультрафиолетовый свет или какой-либо другой радикальный инициатор (например, пероксиды ) производит атом галогена . Происходит двухстадийная цепная реакция , в которой атом галогена отрывает атом водорода от молекулы метана, в результате чего образуются молекула галогеноводорода и метильный радикал ( •CH 3 ). Метильный радикал затем реагирует с молекулой галогена с образованием молекулы галогенметана с новым атомом галогена в качестве побочного продукта. [25] Подобные реакции могут происходить с галогенированным продуктом, что приводит к замене дополнительных атомов водорода атомами галогена на структуры дигалогена , тригалометана и, в конечном итоге, тетрагалометана , в зависимости от условий реакции и соотношения галогена к метану.

Эта реакция обычно используется с хлором для получения дихлорметана и хлороформа через хлорметан . Четыреххлористый углерод можно получить с избытком хлора.

Использование

Метан можно транспортировать в виде охлажденной жидкости (сжиженный природный газ или СПГ ). Хотя утечки из контейнера с охлажденной жидкостью изначально тяжелее воздуха из-за повышенной плотности холодного газа, газ при температуре окружающей среды легче воздуха. По газопроводам транспортируется большое количество природного газа, основным компонентом которого является метан.

Топливо

Метан используется в качестве топлива для печей, домов, водонагревателей, печей, автомобилей, [26] [27] турбин и т. д.

Метан , являющийся основным компонентом природного газа , важен для производства электроэнергии путем его сжигания в качестве топлива в газовой турбине или парогенераторе . По сравнению с другими углеводородными видами топлива метан производит меньше углекислого газа на каждую единицу выделяемого тепла. Теплота сгорания метана, равная примерно 891 кДж/моль, ниже, чем у любого другого углеводорода, но отношение теплоты сгорания (891 кДж/моль) к молекулярной массе (16,0 г/моль, из которых 12,0 г/моль) (углерод) показывает, что метан, будучи простейшим углеводородом, производит больше тепла на единицу массы (55,7 кДж/г), чем другие сложные углеводороды. Во многих городах метан подается в дома для отопления и приготовления пищи. В этом контексте его обычно называют природным газом , энергетическая ценность которого составляет 39 мегаджоулей на кубический метр, или 1000 БТЕ на стандартный кубический фут . Сжиженный природный газ (СПГ) состоит преимущественно из метана ( CH 4 ), переведенного в жидкую форму для удобства хранения или транспортировки.

Ракетное топливо

Очищенный жидкий метан , а также СПГ используется в качестве ракетного топлива [28] в сочетании с жидким кислородом , как в двигателях TQ-12 , BE-4 и Raptor . [29] Из-за сходства метана и СПГ такие двигатели обычно группируются под термином металокс .

В качестве жидкого ракетного топлива комбинация метана и жидкого кислорода имеет преимущество перед комбинацией керосина и жидкого кислорода , или керолоксом, в производстве небольших молекул выхлопных газов, уменьшении коксования или отложения сажи на компонентах двигателя. Метан легче хранить, чем водород, из-за его более высокой температуры кипения и плотности, а также отсутствия водородной хрупкости . [30] [31] Более низкая молекулярная масса выхлопных газов также увеличивает долю тепловой энергии, которая находится в форме кинетической энергии, доступной для движения, увеличивая удельный импульс ракеты. По сравнению с жидким водородом , удельная энергия метана ниже, но этот недостаток компенсируется большей плотностью метана и диапазоном температур, что позволяет использовать меньшие и более легкие резервуары для данной массы топлива. Жидкий метан имеет температурный диапазон (91–112 К), почти совместимый с жидким кислородом (54–90 К). В настоящее время это топливо используется в действующих ракетах-носителях, таких как Zhuque-2 и Vulcan , а также в находящихся в стадии разработки ракетах-носителях, таких как Starship , Neutron и Terran R. [32]

Химическое сырье

Природный газ , состоящий в основном из метана, используется для производства газообразного водорода в промышленных масштабах. Паровая конверсия метана (SMR), или просто паровая конверсия, является стандартным промышленным методом производства коммерческого газообразного водорода. Ежегодно во всем мире (2013 г.) добывается более 50 миллионов метрических тонн, в основном из SMR природного газа. [33] Большая часть этого водорода используется на нефтеперерабатывающих заводах , в производстве химикатов и в пищевой промышленности. Очень большие количества водорода используются при промышленном синтезе аммиака .

При высоких температурах (700–1100 °C) и в присутствии катализатора на основе металла ( никеля ) пар реагирует с метаном с образованием смеси CO и H 2 , известной как «водяной газ» или « сингаз »:

СН 4 + Н 2 О ⇌ СО + 3 Н 2

Эта реакция сильно эндотермична (потребляет тепло, Δ H r = 206 кДж/моль). Дополнительный водород получается в результате реакции CO с водой посредством реакции конверсии вода-газ :

СО + Н 2 О ⇌ СО 2 + Н 2

Эта реакция слабо экзотермична (выделяет тепло, Δ H r = -41 кДж/моль).

Метан также подвергается свободнорадикальному хлорированию при производстве хлорметанов, хотя более типичным предшественником является метанол . [34]

Водород также можно производить путем прямого разложения метана, также известного как пиролиз метана , который, в отличие от парового риформинга, не выделяет парниковых газов (ПГ). Тепло, необходимое для реакции, также может быть без выбросов парниковых газов, например, за счет концентрированного солнечного света, возобновляемой электроэнергии или сжигания части произведенного водорода. Если метан получается из биогаза , то этот процесс может стать поглотителем углерода . Для разрыва связей метана с образованием газообразного водорода и твердого углерода необходимы температуры выше 1200 °C. Однако за счет использования подходящего катализатора температура реакции может быть снижена до 600–1000 °C в зависимости от выбранного катализатора. [35] Реакция является умеренно эндотермической, как показано в уравнении реакции ниже. [36]

СН 4 (г) → С(т) + 2 Н 2 (г)
( ΔH° = 74,8 кДж/моль )

Поколение

Глобальный бюджет метана (2017 г.). Показаны естественные источники и поглотители (зеленый), антропогенные источники (оранжевый) и смешанные природные и антропогенные источники (заштрихованы оранжево-зеленым цветом для «сжигания биомассы и биотоплива»).

Метан может генерироваться геологическими, биологическими или промышленными путями.

Геологические маршруты

На сегодняшний день абиотические источники метана обнаружены более чем в 20 странах и в нескольких глубоководных регионах океана.

Двумя основными путями геологического образования метана являются (i) органический (термически генерируемый или термогенный) и (ii) неорганический ( абиотический ). [13] Термогенный метан возникает в результате распада органического вещества при повышенных температурах и давлениях в глубоких осадочных слоях . Большая часть метана в осадочных бассейнах термогенна; следовательно, термогенный метан является наиболее важным источником природного газа. Термогенные компоненты метана обычно считаются реликтовыми (более раннего времени). Как правило, образование термогенного метана (на глубине) может происходить в результате распада органического вещества или органического синтеза. Оба пути могут включать микроорганизмы ( метаногенез ), но могут также происходить и неорганически. Задействованные процессы также могут потреблять метан с микроорганизмами или без них.

Более важный источник метана на глубине (кристаллическая коренная порода) является абиотическим. Абиотический означает, что метан создается из неорганических соединений, не обладающих биологической активностью, либо в результате магматических процессов, либо в результате реакций вода-порода, которые происходят при низких температурах и давлениях, таких как серпентинизация . [37] [38]

Биологические маршруты

Большая часть земного метана является биогенной и производится в результате метаногенеза , [39] [40] формы анаэробного дыхания, которая, как известно, осуществляется только некоторыми членами домена Archaea . [41] Метаногены встречаются на свалках и в почве , [42] у жвачных животных (например, крупного рогатого скота ), [43] в кишках термитов, а также в бескислородных отложениях под морским дном и на дне озер.

Этот многоэтапный процесс используется этими микроорганизмами для получения энергии. Чистая реакция метаногенеза:

CO 2 + 4 H 2 → CH 4 + 2 H 2 O

Последний этап процесса катализируется ферментом метилкофермент М-редуктазой (MCR). [44]

Тестирование австралийских овец на выработку выдыхаемого метана (2001 г.), CSIRO
На этом изображении изображено жвачное животное, в частности овца, производящее метан на четырех стадиях гидролиза, ацидогенеза, ацетогенеза и метаногенеза.

водно-болотные угодья

Водно-болотные угодья являются крупнейшими естественными источниками метана в атмосферу, [45] на их долю приходится примерно 20–30% атмосферного метана. [46] Изменение климата приводит к увеличению количества метана, выбрасываемого из водно-болотных угодий из-за повышения температуры и изменения режима выпадения осадков. Это явление называется обратной связью метана водно-болотных угодий . [47]

Выращивание риса генерирует до 12% общих мировых выбросов метана из-за долгосрочного затопления рисовых полей. [48]

Жвачные животные

Жвачные животные, такие как крупный рогатый скот, отрыгивают метан, на долю которого приходится около 22% ежегодных выбросов метана в атмосферу США. [49] В одном исследовании сообщается, что животноводческий сектор в целом (в первую очередь крупный рогатый скот, куры и свиньи) производит 37% всего антропогенного метана. [50] Исследование, проведенное в 2013 году, показало, что на долю домашнего скота приходится 44% антропогенных выбросов метана и около 15% антропогенных выбросов парниковых газов. [51] Предпринимаются многочисленные усилия по сокращению производства метана в животноводстве, такие как медицинское лечение и корректировка диеты, [52] [53] и улавливание газа для использования энергии его сгорания. [54]

Отложения морского дна

Большая часть подводного дна является бескислородной , поскольку кислород удаляется аэробными микроорганизмами в пределах первых нескольких сантиметров отложений . Ниже насыщенного кислородом морского дна метаногены производят метан, который либо используется другими организмами, либо попадает в газовые гидраты . [41] Эти другие организмы, которые используют метан для получения энергии, известны как метанотрофы («поедающие метан») и являются основной причиной того, что небольшое количество метана, образующегося на глубине, достигает поверхности моря. [41] Было обнаружено, что консорциумы архей и бактерий окисляют метан посредством анаэробного окисления метана (АОМ); ответственными за это организмами являются анаэробные метанотрофные археи (ANME) и сульфатредуцирующие бактерии (SRB). [55]

Промышленные маршруты

На этой диаграмме показан метод устойчивого производства метана. См.: электролиз , реакция Сабатье.

Учитывая дешевизну природного газа, стимулов для промышленного производства метана мало. Метан можно получить путем гидрирования углекислого газа по процессу Сабатье . Метан также является побочным продуктом гидрирования монооксида углерода в процессе Фишера-Тропша , который практикуется в больших масштабах для производства молекул с более длинной цепью, чем у метана.

Примером крупномасштабной газификации угля в метан является завод Great Plains Synfuels , запущенный в 1984 году в Бьюле, Северная Дакота, как способ разработки обильных местных ресурсов низкосортного бурого угля , ресурса, который иначе трудно транспортировать. его вес, зольность , низкая теплотворная способность и склонность к самовозгоранию при хранении и транспортировке. По всему миру существует ряд подобных заводов, хотя в основном эти заводы ориентированы на производство длинноцепочечных алканов для использования в качестве бензина , дизельного топлива или сырья для других процессов.

Энергия в метан — это технология, которая использует электроэнергию для производства водорода из воды путем электролиза и использует реакцию Сабатье для соединения водорода с диоксидом углерода для получения метана.

Лабораторный синтез

Метан можно получить протонированием метиллития или метилового реактива Гриньяра, такого как хлорид метилмагния . Его также можно приготовить из безводного ацетата натрия и сухого гидроксида натрия , смешав и нагрев выше 300 ° C (с карбонатом натрия в качестве побочного продукта). [ нужна цитата ] На практике потребность в чистом метане может быть легко удовлетворена с помощью стального газового баллона от стандартных поставщиков газа.

Вхождение

Метан был открыт и выделен Алессандро Вольтой между 1776 и 1778 годами при изучении болотного газа озера Маджоре . Это основной компонент природного газа, около 87% по объему. Основным источником метана является добыча из геологических месторождений, известных как месторождения природного газа , причем основным источником становится добыча газа из угольных пластов (см. Добыча метана из угольных пластов , метод извлечения метана из угольных месторождений, в то время как увеличение добычи метана из угольных пластов является метод добычи метана из неразрабатываемых угольных пластов). Он связан с другими углеводородными видами топлива и иногда сопровождается гелием и азотом . Метан производится на неглубоких уровнях (низкое давление) в результате анаэробного распада органического вещества и переработанного метана из глубины земной поверхности. В целом, отложения , генерирующие природный газ, залегают глубже и имеют более высокие температуры, чем отложения, содержащие нефть .

Метан обычно транспортируется навалом по трубопроводу в виде природного газа или перевозчиками СПГ в сжиженном виде; лишь немногие страны перевозят его на грузовиках.

Атмосферный метан и изменение климата

Метан ( CH 4 ), измеренный в рамках Advanced Global Atmospheres Experiment (AGAGE) в нижних слоях атмосферы ( тропосфере ) на станциях по всему миру. Численность дана как среднемесячная мольная доля свободных от загрязнения веществ в частях на миллиард .

Метан является важным парниковым газом , ответственным за около 30% повышения глобальной температуры со времен промышленной революции. [56]

Метан имеет потенциал глобального потепления (ПГП) 29,8 ± 11 по сравнению с CO 2 (потенциал 1) за 100-летний период и 82,5 ± 25,8 за 20-летний период. [57] Это означает, что, например, утечка одной тонны метана эквивалентна выбросу 82,5 тонн углекислого газа.

Источники глобальных выбросов метана

Поскольку метан постепенно превращается в углекислый газ (и воду) в атмосфере, эти значения включают климатические воздействия от углекислого газа, образующегося из метана, в течение этих временных масштабов.

Ежегодные глобальные выбросы метана в настоящее время составляют около 580 Мт, [58] 40% из которых приходится на природные источники, а остальные 60% возникают в результате деятельности человека, что известно как антропогенные выбросы. Крупнейшим антропогенным источником является сельское хозяйство , на которое приходится около четверти выбросов, за которым следует энергетический сектор , который включает выбросы от угля, нефти, природного газа и биотоплива. [59]

Исторические концентрации метана в мировой атмосфере колебались от 300 до 400 нмоль/моль во время ледниковых периодов, широко известных как ледниковые периоды , и от 600 до 700 нмоль/моль во время теплых межледниковых периодов. На веб-сайте НАСА в 2012 году говорилось, что океаны являются потенциальным важным источником арктического метана, [60] но более поздние исследования связывают повышение уровня метана с человеческой деятельностью. [10]

Глобальный мониторинг концентрации метана в атмосфере начался в 1980-х годах. [10] Концентрация метана в атмосфере Земли увеличилась на 160% по сравнению с доиндустриальным уровнем середины 18 века. [10] В 2013 году атмосферный метан составлял 20% общего радиационного воздействия от всех долгоживущих и глобально смешанных парниковых газов. [61] В период с 2011 по 2019 год среднегодовое увеличение содержания метана в атмосфере составило 1866 частей на миллиард. [11] С 2015 по 2019 год зафиксирован резкий рост уровня метана в атмосфере. [62] [63]

В 2019 году концентрация метана в атмосфере была выше, чем когда-либо за последние 800 000 лет. Как указано в ДО6 МГЭИК : «Начиная с 1750 года увеличение концентраций CO 2 (47%) и CH 4 ( 156 %) намного превышает, а увеличение N 2 O (23%) аналогично естественному мульти- тысячелетние изменения между ледниковыми и межледниковыми периодами за, по крайней мере, последние 800 000 лет (очень высокая степень достоверности)». [11] [а] [64]

В феврале 2020 года сообщалось, что неорганизованные выбросы и выбросы газа в промышленности ископаемого топлива , возможно, были значительно недооценены. [65] [66] Наибольший годовой прирост произошел в 2021 году, причем подавляющий процент был вызван деятельностью человека. [10]

Изменение климата может повысить уровень метана в атмосфере за счет увеличения производства метана в природных экосистемах, формируя обратную связь с изменением климата . [41] [67] Другим объяснением роста выбросов метана может быть замедление химической реакции, которая удаляет метан из атмосферы. [68]

Более 100 стран подписали Глобальную программу метана, запущенную в 2021 году, обещая сократить выбросы метана на 30% к 2030 году . чтобы достичь этой цели. [70] В докладе Международного энергетического агентства за 2022 год говорится, что «наиболее экономически эффективные возможности борьбы с выбросами метана существуют в энергетическом секторе, особенно в нефтегазовых операциях». [71]

Клатраты

Клатраты метана (также известные как гидраты метана) представляют собой твердые клетки из молекул воды, которые улавливают отдельные молекулы метана. Значительные резервуары клатратов метана были обнаружены в арктической вечной мерзлоте и вдоль континентальных окраин под дном океана в зоне стабильности газового клатрата , расположенной при высоких давлениях (от 1 до 100 МПа; нижний предел требует более низкой температуры) и низких температурах (< 15 ° C). ; верхний предел требует более высокого давления). [72] Клатраты метана могут образовываться из биогенного метана, термогенного метана или их смеси. Эти месторождения являются одновременно потенциальным источником метанового топлива, а также потенциальным фактором глобального потепления. [73] [74] Глобальная масса углерода, хранящегося в газовых клатратах, до сих пор не определена и оценивается в 12 500 Гт углерода и всего в 500 Гт углерода. [47] Эта оценка со временем снизилась, и по последней оценке она составляет ~ 1800 Гт углерода. [75] Большая часть этой неопределенности обусловлена ​​нашим пробелом в знаниях об источниках и поглотителях метана и распределении клатратов метана в глобальном масштабе. Например, источник метана был обнаружен сравнительно недавно на сверхмедленно спрединговом хребте в Арктике. [46] Некоторые климатические модели предполагают, что сегодняшний режим выбросов метана со дна океана потенциально аналогичен режиму в период палеоцен -эоценового термического максимума ( PETM ) около 55,5 миллионов лет назад, хотя нет никаких данных, указывающих на то, что метан из клатрата диссоциация в настоящее время достигает атмосферы. [75] Выбросы арктического метана из вечной мерзлоты и метановых клатратов морского дна являются потенциальным последствием и дальнейшей причиной глобального потепления ; это известно как гипотеза клатратной пушки . [76] [77] [78] [79] Данные за 2016 год показывают, что вечная мерзлота Арктики тает быстрее, чем прогнозировалось. [80]

Общественная безопасность и окружающая среда

Графика Международного энергетического агентства, показывающая потенциал различных политик сокращения выбросов для решения проблемы глобальных выбросов метана.

Метан «ухудшает качество воздуха и отрицательно влияет на здоровье человека, урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность экосистем». [81]

Метан чрезвычайно горюч и может образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. Взрывы метана являются причиной многих смертельных катастроф на шахтах. [82] Взрыв метана стал причиной катастрофы на угольной шахте Аппер-Биг-Бранч в Западной Вирджинии 5 апреля 2010 года, в результате которой погибло 29 человек . [83] Аварийный выброс природного газа также был в центре внимания в области техники безопасности . из-за прошлых случайных выбросов, закончившихся образованием реактивных пожаров. [84] [85]

Утечка метана в каньоне Алисо, штат Калифорния, в 2015–2016 годах считалась самой серьезной с точки зрения воздействия на окружающую среду в американской истории. [86] [87] [88] Это также было описано как более разрушительное для окружающей среды, чем утечка Deepwater Horizon в Мексиканском заливе. [89]

В мае 2023 года газета The Guardian опубликовала отчет, в котором назвала Туркменистан страной с худшим уровнем выбросов метана в мире . Данные, собранные исследователями Кайроса, показывают, что только в 2022 году из двух крупных туркменских месторождений ископаемого топлива произошла утечка 2,6 млн и 1,8 млн тонн метана, выкачивая в атмосферу 366 млн тонн эквивалента CO 2 , что превышает ежегодные выбросы CO 2 в Соединенном Королевстве. . [90]

Метан также является удушающим веществом , если концентрация кислорода снижается до уровня ниже примерно 16% путем вытеснения, поскольку большинство людей могут переносить снижение с 21% до 16% без каких-либо побочных эффектов . Концентрация метана, при которой риск удушья становится значительным, значительно превышает концентрацию 5–15 % в легковоспламеняющейся или взрывоопасной смеси. Отходящий газ метан может проникать внутрь зданий вблизи свалок и подвергать жильцов воздействию значительного количества метана. В некоторых зданиях под подвалами есть специально спроектированные системы рекуперации, которые активно улавливают этот газ и выводят его из здания.

Внеземной метан

Межзвездная среда

Метан имеется в изобилии во многих частях Солнечной системы и потенциально может быть собран на поверхности другого тела Солнечной системы (в частности, с использованием производства метана из местных материалов, обнаруженных на Марсе [91] или Титане ), обеспечивая топливо для обратного пути. [28] [92]

Марс

Метан был обнаружен на всех планетах Солнечной системы и большинстве крупных спутников. [ нужна цитата ] За возможным исключением Марса , считается, что он возник в результате абиотических процессов. [93] [94]

Метан ( CH 4 ) на Марсе – потенциальные источники и поглотители

Марсоход Curiosity зафиксировал сезонные колебания уровня метана в атмосфере Марса. Эти колебания достигли максимума в конце марсианского лета и составили 0,6 частей на миллиард. [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102]

Метан был предложен в качестве возможного ракетного топлива для будущих миссий на Марс , отчасти из-за возможности его синтеза на планете путем использования ресурсов на месте . [103] Адаптация реакции метанирования Сабатье со смешанным слоем катализатора и обратным водогазовым сдвигом в одном реакторе может быть использована для производства метана из сырья, доступного на Марсе, с использованием воды из марсианских недр и углекислого газа в марсианская атмосфера . [91]

Метан может быть произведен в результате небиологического процесса, называемого серпентинизацией [b], с участием воды, углекислого газа и минерала оливина , который, как известно, распространен на Марсе. [104]

История

Алессандро Вольта

В ноябре 1776 года метан был впервые научно идентифицирован итальянским физиком Алессандро Вольтой в болотах озера Маджоре, расположенного между Италией и Швейцарией . Вольта был вдохновлен на поиски этого вещества после прочтения статьи Бенджамина Франклина о «легковоспламеняющемся воздухе». [105] Вольта собрал газ, поднимающийся из болота, и к 1778 году выделил чистый метан. [106] Он также продемонстрировал, что газ можно зажечь электрической искрой. [106]

После катастрофы на шахте Феллинг в 1812 году, в которой погибло 92 человека, сэр Хамфри Дэви установил, что опасный рудничный газ на самом деле в основном состоял из метана. [107]

Название «метан» придумал в 1866 году немецкий химик Август Вильгельм фон Гофман . [108] [109] Название произошло от метанола .

Этимология

Этимологически слово метан происходит от химического суффикса « -ан », который обозначает вещества, принадлежащие к семейству алканов; и слово «метил» , которое происходит от немецкого «метил» (1840) или непосредственно от французского «метил» , которое является обратным образованием от французского «метилен» (соответствующего английскому «метилен»), корень которого был придуман Жан- Батист Дюма и Эжен Пелиго в 1834 году от греческого μέθυ methy (вино) (родственное английскому «медовуха») и ὕλη hyle (что означает «дерево»). Радикал назван в честь этого слова, потому что он был впервые обнаружен в метаноле , спирте, впервые выделенном путем перегонки древесины. Химический суффикс -ane происходит от координирующего химического суффикса -ine , который происходит от латинского женского суффикса -ina , который применяется для обозначения рефератов. Координацию «-ан», «-ен», «-один» и т. д. предложил в 1866 году немецкий химик Август Вильгельм фон Гофман . [110]

Сокращения

Аббревиатура CH 4 -C может обозначать массу углерода, содержащуюся в массе метана, причем масса метана всегда в 1,33 раза превышает массу CH 4 -C. [111] [112] CH 4 -C может также означать отношение метан-углерод, которое составляет 1,33 по массе. [113] Метан в масштабах атмосферы обычно измеряется в тераграммах (Tg CH 4 ) или миллионах метрических тонн (MMT CH 4 ), что означает одно и то же. [114] Также используются другие стандартные единицы, такие как наномоль (нмоль, одна миллиардная часть моля), моль (моль), килограмм и грамм .

Смотрите также

Заметки с пояснениями

  1. ^ В 2013 году ученые Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) предупредили, что концентрация метана в атмосфере «превысила доиндустриальный уровень примерно на 150%, что представляет собой «уровни, беспрецедентные, по крайней мере, за последние 800 000 лет».
  2. ^ Существует множество реакций серпентинизации . Оливин представляет собой твердый раствор между форстеритом и фаялитом , общая формула которого: (Fe,Mg) 2 SiO 4 . Реакцию образования метана из оливина можно записать как: Форстерит + Фаялит + Вода + Угольная кислота → Серпентин + Магнетит + Метан , или (в сбалансированной форме):
    18 Mg 2 SiO 4 + 6 Fe 2 SiO 4 + 26 H 2 O + CO 2 → 12 Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 + 4 Fe 3 O 4 + CH 4

Цитаты

  1. ^ ab "Front Matter". Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. стр. 3–4. дои : 10.1039/9781849733069-FP001. ISBN 978-0-85404-182-4. Метан — это сохраненное название (см. P-12.3), которое предпочтительнее систематического названия «карбан», названия, которое никогда не рекомендуется заменять метан, но используется для получения названий «карбен» и «карбин» для радикалов H 2 C 2 • и HC 3• соответственно.
  2. ^ «Газовая энциклопедия». Архивировано из оригинала 26 декабря 2018 года . Проверено 7 ноября 2013 г.
  3. ^ abcd Хейнс, с. 3.344
  4. ^ Хейнс, с. 5.156
  5. ^ Хейнс, с. 3,578
  6. ^ Хейнс, стр. 5.26, 5.67.
  7. ^ «Паспорт безопасности, название материала: метан» (PDF) . США: Metheson Tri-Gas Incorporated. 4 декабря 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 4 июня 2012 г. . Проверено 4 декабря 2011 г.
  8. ^ Управление реагирования и восстановления NOAA, правительство США. «МЕТАН». noaa.gov . Архивировано из оригинала 9 января 2019 года . Проверено 20 марта 2015 г.
  9. ^ Халил, МАК (1999). «Парниковые газы, отличные от Co2, в атмосфере». Ежегодный обзор энергетики и окружающей среды . 24 : 645–661. doi :10.1146/annurev.energy.24.1.645.
  10. ^ abcde Глобальная оценка метана (PDF) . Программа ООН по окружающей среде и Коалиция по климату и чистому воздуху (отчет). Найроби. 2022. с. 12 . Проверено 15 марта 2023 г.
  11. ^ abc «Изменение климата 2021. Физические научные основы. Резюме для политиков. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный отчет WGI Межправительственной группы экспертов по изменению климата». МГЭИК . Межправительственная группа экспертов по изменению климата. Архивировано из оригинала 22 августа 2021 года . Проверено 22 августа 2021 г.
  12. ^ МГЭИК, 2023: Резюме для политиков. В: Изменение климата 2023: Сводный отчет. Отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Вклад рабочих групп I, II и III в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Основная группа авторов, Х. Ли и Дж. Ромеро (ред.)]. МГЭИК, Женева, Швейцария, стр. 26, раздел C.2.3.
  13. ^ аб Этиопа, Джузеппе; Лоллар, Барбара Шервуд (2013). «Абиотический метан на Земле». Обзоры геофизики . 51 (2): 276–299. Бибкод : 2013RvGeo..51..276E. дои : 10.1002/rog.20011. S2CID  56457317.
  14. ^ Хеншер, Дэвид А.; Баттон, Кеннет Дж. (2003). Справочник по транспорту и окружающей среде. Издательство Изумрудной группы. п. 168. ИСБН 978-0-08-044103-0. Архивировано из оригинала 19 марта 2015 года . Проверено 22 февраля 2016 г.
  15. ^ PGJ Ирвин; и другие. (12 января 2022 г.). «Туманные голубые миры: целостная аэрозольная модель Урана и Нептуна, включая темные пятна». Журнал геофизических исследований: Планеты . 127 (6): e2022JE007189. arXiv : 2201.04516 . Бибкод : 2022JGRE..12707189I. дои : 10.1029/2022JE007189. ПМЦ 9286428 . PMID  35865671. S2CID  245877540. 
  16. ^ Бини, Р.; Пратеси, Г. (1997). «Инфракрасное исследование твердого метана при высоком давлении: Фазовая диаграмма до 30 ГПа». Физический обзор B . 55 (22): 14800–14809. Бибкод : 1997PhRvB..5514800B. doi : 10.1103/physrevb.55.14800.
  17. ^ Венделин Химмельхебер. «Кристаллические структуры». Архивировано из оригинала 12 февраля 2020 года . Проверено 10 декабря 2019 г.
  18. ^ Байк, Му-Хён; Ньюкомб, Мартин; Фриснер, Ричард А.; Липпард, Стивен Дж. (2003). «Механистические исследования гидроксилирования метана метанмонооксигеназой». Химические обзоры . 103 (6): 2385–419. дои : 10.1021/cr950244f. ПМИД  12797835.
  19. ^ Снайдер, Бенджамин Э.Р.; Болс, Макс Л.; Шунхейдт, Роберт А.; Селс, Берт Ф.; Соломон, Эдвард И. (19 декабря 2017 г.). «Активные центры железа и меди в цеолитах и ​​их связь с металлоферментами». Химические обзоры . 118 (5): 2718–2768. doi : 10.1021/acs.chemrev.7b00344. ПМИД  29256242.
  20. ^ Рейманн, Иоахим; Джеттен, Майк С.М.; Келтьенс, Ян Т. (2015). «Металлоферменты в «невозможных» микроорганизмах, катализирующих анаэробное окисление аммония и метана». Питер М. Х. Кронек и Марта Э. Соса Торрес (ред.). Поддержание жизни на планете Земля: металлоферменты, усваивающие дикислород и другие жевательные газы . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 15. Спрингер. стр. 257–313. дои : 10.1007/978-3-319-12415-5_7. ISBN 978-3-319-12414-8. ПМИД  25707470.
  21. ^ Бордвелл, Фредерик Г. (1988). «Равновесная кислотность в растворе диметилсульфоксида». Отчеты о химических исследованиях . 21 (12): 456–463. дои : 10.1021/ar00156a004. S2CID  26624076.
  22. ^ Расул, Г.; Сурья Пракаш, ГК; Ола, Джорджия (2011). «Сравнительное исследование гиперкоординированных ионов карбония и их аналогов бора: задача для спектроскопистов». Письма по химической физике . 517 (1): 1–8. Бибкод : 2011CPL...517....1R. дои : 10.1016/j.cplett.2011.10.020.
  23. ^ Бернскоеттер, WH; Шауэр, КК; Гольдберг, К.И.; Брукхарт, М. (2009). «Характеристика комплекса родия (I) σ-метана в растворе». Наука . 326 (5952): 553–556. Бибкод : 2009Sci...326..553B. дои : 10.1126/science.1177485. PMID  19900892. S2CID  5597392.
  24. ^ Энергетическое содержание некоторых горючих материалов (в МДж/кг). Архивировано 9 января 2014 г. в Wayback Machine . People.hofstra.edu. Проверено 30 марта 2014 г.
  25. ^ Марч, Джерри (1968). Передовая органическая химия: реакции, механизмы и структура . Нью-Йорк: Книжная компания McGraw-Hill. стр. 533–534.
  26. ^ «Лесоперерабатывающая компания размещает на свалке печи для использования метана - сегодня энергетический менеджер» . Энергетический менеджер сегодня . 23 сентября 2015 года. Архивировано из оригинала 9 июля 2019 года . Проверено 11 марта 2016 г.
  27. ↑ Корнелл, Клейтон Б. (29 апреля 2008 г.). «Автомобили, работающие на природном газе: в некоторых частях страны топливо КПГ почти бесплатное». Архивировано из оригинала 20 января 2019 года . Проверено 25 июля 2009 г. Сжатый природный газ рекламируется как самое «чистое» альтернативное топливо, поскольку простота молекулы метана снижает выбросы различных загрязняющих веществ из выхлопных труб на 35–97%. Не столь драматично сокращение чистых выбросов парниковых газов, которое примерно такое же, как у этанола из кукурузного зерна, но примерно на 20% меньше, чем у бензина.
  28. ^ аб Тунниссен, Дэниел П.; Гернси, CS; Бейкер, РС; Мияке, Р.Н. (2004). «Усовершенствованное космическое хранимое топливо для исследования внешних планет» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики (4–0799): 28. Архивировано из оригинала (PDF) 10 марта 2016 г.
  29. ^ "Двигатель Blue Origin BE-4" . Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 14 июня 2019 г. Мы выбрали СПГ, потому что он высокоэффективен, дешев и широко доступен. В отличие от керосина, СПГ можно использовать для создания наддува в резервуаре. Это явление, известное как автогенное повторное повышение давления, устраняет необходимость в дорогостоящих и сложных системах, использующих скудные запасы гелия на Земле. СПГ также обладает характеристиками чистого сгорания даже при низких оборотах дроссельной заслонки, что упрощает повторное использование двигателя по сравнению с керосиновым топливом.
  30. ^ «Руководитель двигательной установки SpaceX поднимает толпу в Санта-Барбаре» . Пасифик Бизнес Таймс. 19 февраля 2014 года . Проверено 22 февраля 2014 г.
  31. ↑ Беллускио, Алехандро Г. (7 марта 2014 г.). «SpaceX продвигает ракету на Марс с помощью энергии Raptor» . NASAspaceflight.com . Проверено 7 марта 2014 г.
  32. ^ «Китай побеждает конкурентов в успешном запуске первой ракеты на жидком метане» . Рейтер . 12 июля 2023 г.
  33. ^ Отчет группы экспертов по производству водорода: подкомитет Технического консультативного комитета по водороду и топливным элементам. Архивировано 14 февраля 2020 г., в Wayback Machine . Министерство энергетики США (май 2013 г.).
  34. ^ Россберг, М. и др. (2006) «Хлорированные углеводороды» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм. дои : 10.1002/14356007.a06_233.pub2.
  35. ^ Ламберс, Брок (2022). «Математическое моделирование и моделирование термокаталитического разложения метана для экономически выгодного производства водорода». Международный журнал водородной энергетики . 47 (7): 4265–4283. doi : 10.1016/j.ijhydene.2021.11.057. S2CID  244814932 . Проверено 15 июня 2022 г.
  36. ^ Ламберс, Брок (2022). «Производство водорода с низким уровнем выбросов посредством термокаталитического разложения метана для декарбонизации железорудных рудников в Западной Австралии». Международный журнал водородной энергетики . 47 (37): 16347–16361. doi : 10.1016/j.ijhydene.2022.03.124. S2CID  248018294 . Проверено 10 июля 2022 г.
  37. ^ Киетявяйнен и Пуркамо (2015). «Происхождение, источник и круговорот метана в биосфере глубоких кристаллических пород». Передний. Микробиол . 6 : 725. дои : 10.3389/fmicb.2015.00725 . ПМЦ 4505394 . ПМИД  26236303. 
  38. ^ Крамер и Франке (2005). «Признаки активной нефтегазоносной системы в море Лаптевых, северо-восток Сибири». Журнал нефтяной геологии . 28 (4): 369–384. Бибкод : 2005JPetG..28..369C. doi :10.1111/j.1747-5457.2005.tb00088.x. S2CID  129445357. Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 23 мая 2017 г.
  39. ^ Лесснер, Дэниел Дж. (декабрь 2009 г.) Биохимия метаногенеза. В: ЭЛС. John Wiley & Sons Ltd, Чичестер. http://www.els.net. Архивировано 13 мая 2011 г. в Wayback Machine.
  40. ^ Тиль, Волкер (2018), «Круговорот углерода и метана в прошлом: данные по углеводородным и липидным биомаркерам», в Уилксе, Хайнце (ред.), Углеводороды, масла и липиды: разнообразие, происхождение, химия и судьба , Справочник по углеводородам и липидная микробиология, Springer International Publishing, стр. 1–30, номер номера : 10.1007/978-3-319-54529-5_6-1, ISBN. 9783319545295, S2CID  105761461
  41. ^ abcd Дин, Джошуа Ф.; Мидделбург, Джек Дж.; Рёкманн, Томас; Аэртс, Риен; Блау, Люк Г.; Эггер, Матиас; Джеттен, Майк С.М.; де Йонг, Анниек Э.Э.; Майзель, Уве Х. (2018). «Обратная связь метана с глобальной климатической системой в более теплом мире». Обзоры геофизики . 56 (1): 207–250. Бибкод : 2018RvGeo..56..207D. дои : 10.1002/2017RG000559 . hdl : 1874/366386 .
  42. ^ Серрано-Сильва, Н.; Саррия-Гузман, Ю.; Дендувен, Л.; Луна-Гвидо, М. (2014). «Метаногенез и метанотрофия в почве: обзор». Педосфера . 24 (3): 291–307. дои : 10.1016/s1002-0160(14)60016-3.
  43. ^ Сирохи, СК; Панди, Неха; Сингх, Б.; Пуния, А.К. (1 сентября 2010 г.). «Метаногены рубца: обзор». Индийский журнал микробиологии . 50 (3): 253–262. дои : 10.1007/s12088-010-0061-6. ПМК 3450062 . ПМИД  23100838. 
  44. ^ Лю, Чжэ; Шао, Нана; Акиниеми, Тайво; Уитмен, Уильям Б. (2018). «Метаногенез». Современная биология . 28 (13): Р727–Р732. дои : 10.1016/j.cub.2018.05.021 . ПМИД  29990451.
  45. ↑ Тандон, Аиша (20 марта 2023 г.). «Исключительный всплеск выбросов метана из водно-болотных угодий беспокоит ученых». Карбоновое резюме . Проверено 18 сентября 2023 г.
  46. ^ ab «Новый источник метана обнаружен в Северном Ледовитом океане». физ.орг . 1 мая 2015 года. Архивировано из оригинала 10 апреля 2019 года . Проверено 10 апреля 2019 г.
  47. ^ аб Босуэлл, Рэй; Коллетт, Тимоти С. (2011). «Современные перспективы ресурсов газогидратов». Энергетическая среда. Наука . 4 (4): 1206–1215. дои : 10.1039/c0ee00203h.
  48. ^ Глобальный экологический фонд (7 декабря 2019 г.). «Мы можем выращивать более экологически чистый рис». Домашние новости климата . Проверено 18 сентября 2023 г.
  49. ^ «Инвентаризация выбросов и поглотителей парниковых газов в США: 1990–2014 гг.» 2016. Архивировано из оригинала 12 апреля 2019 года . Проверено 11 апреля 2019 г.[ нужна страница ]
  50. ^ ФАО (2006). Длинная тень животноводства: экологические проблемы и варианты решения. Рим, Италия: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО). Архивировано из оригинала 26 июля 2008 года . Проверено 27 октября 2009 г.
  51. ^ Гербер, П.Дж.; Стейнфельд, Х.; Хендерсон, Б.; Моттет, А.; Опио, К.; Дейкман, Дж.; Фалькуччи А. и Темпио Г. (2013). «Борьба с изменением климата с помощью животноводства». Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО). Архивировано из оригинала 19 июля 2016 года . Проверено 15 июля 2016 г.
  52. ↑ Роуч, Джон (13 мая 2002 г.). «Новая Зеландия пытается ограничить газообразную овечью отрыжку». Национальная география . Архивировано из оригинала 4 июня 2011 года . Проверено 2 марта 2011 г.
  53. ^ Роке, Брианна М.; Венегас, Мариелена; Кинли, Роберт Д.; Найс, Рокки де; Дуарте, Тони Л.; Ян, Сян; Кебреаб, Эрмиас (17 марта 2021 г.). «Добавка из красных морских водорослей (Asparagopsis Taxiformis) снижает содержание кишечного метана у бычков мясного направления более чем на 80 процентов». ПЛОС ОДИН . 16 (3): e0247820. Бибкод : 2021PLoSO..1647820R. дои : 10.1371/journal.pone.0247820 . ISSN  1932-6203. ПМЦ 7968649 . ПМИД  33730064. 
  54. ↑ Сильверман, Джейкоб (16 июля 2007 г.). «Коровы загрязняют окружающую среду так же сильно, как автомобили?». HowStuffWorks.com. Архивировано из оригинала 4 ноября 2012 года . Проверено 7 ноября 2012 г.
  55. ^ Книттель, К.; Вегенер, Г.; Боэций, А. (2019), МакГенити, Терри Дж. (редактор), «Анаэробные окислители метана», Микробные сообщества, использующие углеводороды и липиды: члены, Метагеномика и экофизиология , Справочник по углеводородной и липидной микробиологии, Springer International Publishing, стр. 1–21, номер домена : 10.1007/978-3-319-60063-5_7-1, ISBN 9783319600635
  56. ^ «Метан и изменение климата - Глобальный трекер метана 2022 - Анализ» . МЭА . 2022 . Проверено 18 сентября 2023 г.
  57. ^ Форстер, П.; Сторелвмо, Т.; Броня, К.; Коллинз, В.; Дюфрен, Ж.-Л.; Фрейм, Д.; Лант, диджей; Мауритсен, Т.; Палмер, доктор медицины; Ватанабэ, М.; Уайлд, М.; Чжан, Х. (2021). «Энергетический бюджет Земли, климатические обратные связи и чувствительность климата». Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. стр. 923–1054.
  58. ^ «Глобальный бюджет метана на 2020 год». www.globalcarbonproject.org . Проверено 18 сентября 2023 г.
  59. ^ «Метан и изменение климата - Глобальный трекер метана 2022 - Анализ» . МЭА . Проверено 18 сентября 2023 г.
  60. ^ «Исследование обнаружило удивительный источник выбросов метана в Арктике» . НАСА . 22 апреля 2012. Архивировано из оригинала 4 августа 2014 года . Проверено 30 марта 2014 г.
  61. ^ МГЭИК. «Антропогенное и природное радиационное воздействие», Изменение климата, 2013 г. – Физические научные основы. Вклад Рабочей группы I в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. , Издательство Кембриджского университета, стр. 659–740, 2013 г., номер документа : 10.1017/cbo9781107415324.018, ISBN. 9781107057999, получено 18 сентября 2023 г.
  62. ^ Нисбет, EG (5 февраля 2019 г.). «Очень сильный рост атмосферного метана за 4 года, 2014–2017 гг.: Последствия для Парижского соглашения». Глобальные биогеохимические циклы . 33 (3): 318–342. Бибкод : 2019GBioC..33..318N. дои : 10.1029/2018GB006009 .
  63. ↑ Маккай, Робин (2 февраля 2017 г.). «Резкий рост уровня метана угрожает мировым климатическим целям». Наблюдатель . ISSN  0029-7712. Архивировано из оригинала 30 июля 2019 года . Проверено 14 июля 2019 г.
  64. ^ МГЭИК (2013). Стокер, ТФ; Цинь, Д.; Платтнер, Г.-К.; Тиньор, М.; и другие. (ред.). Изменение климата, 2013 г.: Физическая научная основа (PDF) (Отчет). Вклад Рабочей группы I в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата.
  65. ^ Хмиэль, Бенджамин; Петренко В.В.; Дионисиус, Миннесота; Бьюзерт, К.; Смит, AM; Место, ПФ; Харт, К.; Бодетт, Р.; Хуа, Ц.; Ян, Б.; Вимонт, И.; Мишель, SE; Северингхаус, JP; Этеридж, Д.; Бромли, Т.; Шмитт, Дж.; Фаин, X.; Вайс, РФ; Длугокенский, Э. (февраль 2020 г.). «Доиндустриальный уровень 14CH4 указывает на большие антропогенные выбросы ископаемого CH4». Природа . 578 (7795): 409–412. Бибкод : 2020Natur.578..409H. дои : 10.1038/s41586-020-1991-8. ISSN  1476-4687. PMID  32076219. S2CID  211194542 . Проверено 15 марта 2023 г.
  66. ↑ Харви, Челси (21 февраля 2020 г.). «Выбросы метана из нефти и газа могут быть значительно недооценены; оценки метана, поступающего из природных источников, слишком высоки, что перекладывает бремя на деятельность человека». Новости E&E через Scientific American . Архивировано из оригинала 24 февраля 2020 года.
  67. ↑ Кэррингтон, Дамиан (21 июля 2020 г.) Первая активная утечка метана с морского дна, обнаруженная в Антарктиде. Архивировано 22 июля 2020 г., в Wayback Machine , The Guardian.
  68. ↑ Равилиус, Кейт (5 июля 2022 г.). «Метан гораздо более чувствителен к глобальному потеплению, чем считалось ранее – исследование». Хранитель . Проверено 5 июля 2022 г.
  69. ^ Глобальное обещание по метану. «Домашняя страница | Глобальное обещание по метану». www.globalmthanpledge.org . Проверено 2 августа 2023 г.
  70. ^ Форстер, Пирс; Смит, Крис; Рогель, Джоэри (2 ноября 2021 г.). «Гостевой пост: Глобальное обещание по метану должно пойти дальше, чтобы помочь ограничить потепление до 1,5°C». Карбоновое резюме . Проверено 2 августа 2023 г.
  71. ^ МЭА (2022). «Глобальный трекер метана 2022». МЭА . Проверено 2 августа 2023 г.
  72. ^ Пурман, Герхард; Торрес, Марта Э. (2006), Шульц, Хорст Д.; Забель, Матиас (ред.), «Газогидраты в морских отложениях», Морская геохимия , Springer Berlin Heidelberg, стр. 481–512, doi : 10.1007/3-540-32144-6_14, ISBN 9783540321446
  73. ^ Миллер, Г. Тайлер (2007). Защита Земли: комплексный подход . США: Thomson Advantage Books, стр. 160. ISBN 0534496725. 
  74. ^ Дин, JF (2018). «Обратная связь метана с глобальной климатической системой в более теплом мире». Обзоры геофизики . 56 (1): 207–250. Бибкод : 2018RvGeo..56..207D. дои : 10.1002/2017RG000559 . hdl : 1874/366386 .
  75. ^ аб Руппель; Кесслер (2017). «Взаимодействие изменения климата и гидратов метана». Обзоры геофизики . 55 (1): 126–168. Бибкод : 2017RvGeo..55..126R. дои : 10.1002/2016RG000534 . hdl : 1912/8978 . Архивировано из оригинала 7 февраля 2020 года . Проверено 16 сентября 2019 г.
  76. ^ «Выбросы метана с арктического шельфа могут быть намного больше и быстрее, чем ожидалось» (пресс-релиз). Национальный научный фонд (NSF). 10 марта 2010 года. Архивировано из оригинала 1 августа 2018 года . Проверено 6 апреля 2018 г.
  77. ↑ Коннор, Стив (13 декабря 2011 г.). «Огромные «шлейфы» метана наблюдаются в Северном Ледовитом океане по мере отступления морского льда». Независимый . Архивировано из оригинала 25 декабря 2011 года . Проверено 4 сентября 2017 г.
  78. ^ «Арктический морской лед достиг самой низкой степени за год и спутникового рекорда» (пресс-релиз). Национальный центр данных по снегу и льду (NSIDC). 19 сентября 2012. Архивировано из оригинала 4 октября 2012 года . Проверено 7 октября 2012 г.
  79. ^ «Границы 2018/19: Новые проблемы окружающей среды» . ООН Окружающая среда . Архивировано из оригинала 6 марта 2019 года . Проверено 6 марта 2019 г.
  80. ^ «Ученые шокированы таянием вечной мерзлоты в Арктике на 70 лет раньше, чем прогнозировалось» . Хранитель . Рейтер. 18 июня 2019 г. ISSN  0261-3077. Архивировано из оригинала 6 октября 2019 года . Проверено 14 июля 2019 г.
  81. ^ Шинделл, Дрю; Куиленшерна, Йохан К.И.; Виньяти, Элизабетта; ван Дингенен, Рита; Аманн, Маркус; Климонт, Збигнев; Аненберг, Сьюзен К.; Мюллер, Николас; Янссенс-Менхаут, Приветствую; Раес, Фрэнк; Шварц, Джоэл; Фалувеги, Грег; Поццоли, Лука; Купиайнен, Каарле; Хёглунд-Исакссон, Лена; Эмберсон, Лиза; Улицы, Дэвид; Раманатан, В.; Хикс, Кевин; Оан, НТ Ким; Милли, Джордж; Уильямс, Мартин; Демкин, Владимир; Фаулер, Дэвид (13 января 2012 г.). «Одновременное смягчение последствий изменения климата в краткосрочной перспективе и улучшение здоровья человека и продовольственной безопасности». Наука . 335 (6065): 183–189. Бибкод : 2012Sci...335..183S. дои : 10.1126/science.1210026. ISSN  1095-9203. PMID  22246768. S2CID  14113328.
  82. ^ Дозолм, Филипп. «Обычные несчастные случаи на шахтах». О сайте.com. Архивировано из оригинала 11 ноября 2012 года . Проверено 7 ноября 2012 г.
  83. ↑ Мессина, Лоуренс и Блюштейн, Грег (8 апреля 2010 г.). «Чиновник ФРС: еще слишком рано для спасения шахт в Западной Вирджинии» . Новости.yahoo.com. Архивировано из оригинала 8 апреля 2010 года . Проверено 8 апреля 2010 г.
  84. ^ ОСМАН, Карим; ЖЕНЬО, Батист; ГЕРЧИН, Николас; БЛАНШЕТЬЕР, Винсент (2015). «Обзор ущерба, наблюдаемого после катастрофических событий, произошедших в отрасли среднего газа, в сравнении с инструментами моделирования последствий» (PDF) . Серия симпозиумов . 160 (25) . Проверено 1 июля 2022 г.
  85. ^ Казаль, Хоаким; Гомес-Марес, Мерседес; Муньос, Мигель; Паласиос, Адриана (2012). «Пожары на реактивных самолетах: «незначительная» пожарная опасность?» (PDF) . Химико-технологические операции . 26 :13–20. дои : 10.3303/CET1226003 . Проверено 1 июля 2022 г.
  86. ^ «Утечка газа на ранчо Портер навсегда прекращена, говорят официальные лица» . Лос-Анджелес Таймс . Проверено 18 февраля 2016 г.
  87. ↑ Мэтт МакГрат (26 февраля 2016 г.). «Утечка метана в Калифорнии« крупнейшая в истории США »». Би-би-си . Проверено 26 февраля 2016 г.
  88. ^ «Массивный выброс метана в каньоне Алисо был крупнейшим в истории США» . ДумайПрогресс . Проверено 26 февраля 2016 г.
  89. ↑ Тим Уокер (2 января 2016 г.). «Утечка метана в Калифорнии «более разрушительна, чем катастрофа Deepwater Horizon»» . Независимый . Архивировано из оригинала 4 января 2016 года . Проверено 6 июля 2017 г.
  90. ↑ Кэррингтон, Дамиан (9 мая 2023 г.). «Обнаружены« ошеломляющие »выбросы метана из Туркменистана» . Хранитель . Проверено 9 мая 2023 г.
  91. ^ аб Зубрин, Р.М.; Мускателло, AC; Берггрен, М. (2013). «Интегрированная система производства топлива на Марсе». Журнал аэрокосмической техники . 26 : 43–56. doi : 10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0000201.
  92. ^ «Взрыв метана». НАСА. 4 мая 2007 г. Архивировано из оригинала 16 ноября 2019 г. Проверено 7 июля 2012 г.
  93. ↑ Чанг, Кеннет (2 ноября 2012 г.). «Надежда на метан на Марсе угасает». Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 8 июня 2019 года . Проверено 3 ноября 2012 г.
  94. ^ Атрея, Сушил К.; Махаффи, Пол Р.; Вонг, А-Сан (2007). «Метан и родственные ему следы на Марсе: происхождение, потеря, последствия для жизни и обитаемость». Планетарная и космическая наука . 55 (3): 358–369. Бибкод : 2007P&SS...55..358A. дои :10.1016/j.pss.2006.02.005. hdl : 2027.42/151840 .
  95. ^ Браун, Дуэйн; Вендел, Джоанна; Штайгервальд, Билл; Джонс, Нэнси; Хорошо, Андрей (7 июня 2018 г.). «Выпуск 18-050 – НАСА обнаруживает на Марсе древний органический материал и загадочный метан». НАСА . Архивировано из оригинала 7 июня 2018 года . Проверено 7 июня 2018 г.
  96. ^ НАСА (7 июня 2018 г.). «На Марсе обнаружена древняя органика – видео (03:17)». НАСА . Архивировано из оригинала 7 июня 2018 года . Проверено 7 июня 2018 г.
  97. ↑ Уолл, Майк (7 июня 2018 г.). «Ровер Curiosity находит на Марсе древние «строительные блоки для жизни»» . Space.com . Архивировано из оригинала 7 июня 2018 года . Проверено 7 июня 2018 г.
  98. ↑ Чанг, Кеннет (7 июня 2018 г.). «Жизнь на Марсе? Последнее открытие марсохода ставит ее «на стол» – идентификация органических молекул в камнях на Красной планете не обязательно указывает на жизнь там, в прошлом или настоящем, но указывает на то, что некоторые строительные блоки присутствовали ". Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 8 июня 2018 года . Проверено 8 июня 2018 г.
  99. ↑ Воосен, Пол (7 июня 2018 г.). «Ровер НАСА сталкивается с органической грязью на Марсе» . Наука . doi : 10.1126/science.aau3992. S2CID  115442477.
  100. ↑ Тен Кейт, Инге Лоес (8 июня 2018 г.). «Органические молекулы на Марсе». Наука . 360 (6393): 1068–1069. Бибкод : 2018Sci...360.1068T. doi : 10.1126/science.aat2662. PMID  29880670. S2CID  46952468.
  101. ^ Вебстер, Кристофер Р.; и другие. (8 июня 2018 г.). «Фоновые уровни метана в атмосфере Марса демонстрируют сильные сезонные колебания». Наука . 360 (6393): 1093–1096. Бибкод : 2018Sci...360.1093W. дои : 10.1126/science.aaq0131 . ПМИД  29880682.
  102. ^ Эйгенброде, Дженнифер Л .; и другие. (8 июня 2018 г.). «Органическое вещество, сохранившееся в аргиллитах возрастом 3 миллиарда лет в кратере Гейла на Марсе». Наука . 360 (6393): 1096–1101. Бибкод : 2018Sci...360.1096E. дои : 10.1126/science.aas9185 . hdl : 10044/1/60810 . ПМИД  29880683.
  103. ↑ Ричардсон, Дерек (27 сентября 2016 г.). «Илон Маск демонстрирует межпланетную транспортную систему». Космический полет Инсайдер. Архивировано из оригинала 1 октября 2016 года . Проверено 3 октября 2016 г.
  104. ^ Озе, К.; Шарма, М. (2005). «Есть оливин, будет газ: серпентинизация и абиогенное производство метана на Марсе». Письма о геофизических исследованиях . 32 (10): L10203. Бибкод : 2005GeoRL..3210203O. дои : 10.1029/2005GL022691 . S2CID  28981740.
  105. ^ Вольта, Алессандро (1777) Lettere del Signor Don Alessandro Volta ... Sull 'Aria Inflammable Nativa Delle Paludi. Архивировано 6 ноября 2018 года в Wayback Machine [Письма синьора Дона Алессандро Вольты ... на легковоспламеняющемся родном воздухе болота], Милан, Италия: Джузеппе Марелли.
  106. ^ аб Метан. КнигаТряпки. Архивировано из оригинала 3 марта 2016 года . Проверено 26 января 2012 г.
  107. ^ Холланд, Джон (1841). История и описание ископаемого топлива, угольных шахт и торговли углем Великобритании. Лондон, Уиттакер и Ко, стр. 271–272 . Проверено 16 мая 2021 г.
  108. ^ Хофманн, AW (1866). «О действии трихлорида фосфора на соли ароматических моноаминов». Труды Лондонского королевского общества . 15 : 55–62. JSTOR  112588. Архивировано из оригинала 3 мая 2017 года . Проверено 14 июня 2016 г.; см. сноску на стр. 57–58.
  109. ^ Макбрайд, Джеймс Майкл (1999) «Разработка систематических названий простых алканов». Химический факультет Йельского университета (Нью-Хейвен, Коннектикут). Архивировано 16 марта 2012 г. в Wayback Machine .
  110. ^ Харпер, Дуглас. «метан». Интернет-словарь этимологии .
  111. ↑ Джаясундара, Сусанта (3 декабря 2014 г.). «Есть ли какая-либо разница в выражении парниковых газов в виде CH4-кг/га и CH4-C кг/га?». Исследовательские ворота . Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 26 августа 2020 г.
  112. ^ «Руководство пользователя по оценке выбросов углекислого газа, метана и закиси азота в сельском хозяйстве с использованием инструмента государственной инвентаризации» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . 26 ноября 2019 г. Архивировано (PDF) из оригинала 1 октября 2021 г. Проверено 26 августа 2020 г.
  113. ^ «Что означает CH4-C? - Определение CH4-C - CH4-C означает соотношение метана и углерода» . acronymsandslang.com . Архивировано из оригинала 11 апреля 2015 года . Проверено 26 августа 2020 г.
  114. ^ Управление по воздуху и радиации, Агентство по охране окружающей среды США (7 октября 1999 г.). «Выбросы метана в США в 1990–2020 гг.: инвентаризация, прогнозы и возможности сокращения (EPA 430-R-99-013)» (PDF) . Ourenergypolicy.org . Архивировано (PDF) из оригинала 26 октября 2020 г. Проверено 26 августа 2020 г.

Цитируемые источники

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с метаном.
Найдите метан в Викисловаре, бесплатном словаре.