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 . Обилие метана на Земле делает его экономически привлекательным топливом , хотя его улавливание и хранение затруднены, поскольку это газ при стандартной температуре и давлении .

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 .

Наблюдалось 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

A young woman holding a flame in her hands
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] Аналогичные 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 районах с достаточно высокой плотностью населения метан подается в дома и на предприятия для отопления , приготовления пищи и промышленных целей. 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 не выделять 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 )

Хладагент

В качестве хладагента метан имеет обозначение R-50 по ASHRAE .

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

Абиотические источники метана [ нужен пример ] на сегодняшний день 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 [ необходим пример ] , 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, что составляет около 22% ежегодных выбросов метана в атмосферу США. [49] В одном исследовании сообщалось, что животноводческий сектор в целом (в основном крупный рогатый скот, куры и свиньи) производит 37% всего антропогенного метана. [50] По оценкам исследования 2013 года, на долю домашнего скота приходится 44% антропогенных выбросов метана и около 15% антропогенных выбросов парниковых газов. [51] В настоящее время предпринимаются многочисленные усилия по сокращению производства метана в животноводстве, такие как медицинское лечение и корректировка диеты, [52] [53] , а также по улавливанию 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 его дешевое изобилие 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. Ряд подобных заводов существует по всему миру, 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 производства 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 до температуры 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 глубин 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 незагрязненных территорий 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. Сжигание метана и производство углекислого газа также снижают воздействие парниковых газов по сравнению с простым выбросом метана в атмосферу.

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 долю которого 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 деятельностью человека. [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 на атмосферный метан приходилось 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 Глобальное обязательство по метану, запущенное в 2021 году, пообещав 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 окраин континентов под дном океана в зоне стабильности газовых клатратов , расположенных при высоких давлениях (от 1 до 100 МПа; нижний предел требует более низкой температуры) и низких температурах (< 15 ° C). ; верхний конец 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: 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 2016 года 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 худшей 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, расположенных рядом со свалками, 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] Адаптированная реакция метанирования Сабатье может быть использована со смешанным слоем катализатора и обратным водогазовым сдвигом в одном реакторе для производства метана и кислорода из сырья, доступного на Марсе, с использованием воды из марсианских недр и углерода. диоксид в марсианской атмосфере . [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]

Титан

Титановые озера (11 сентября 2017 г.)

Метан был обнаружен в огромном количестве на Титане , крупнейшем спутнике Сатурна . Он составляет значительную часть его атмосферы , а также существует в жидкой форме на его поверхности, где он составляет большую часть жидкости в огромных углеводородных озерах Титана; второй по величине из которых, как полагают, представляет собой по составу почти чистый метан. [105]

Наличие стабильных озер жидкого метана на Титане, а также то, что поверхность Титана обладает высокой химической активностью и богата органическими соединениями, побудили ученых рассмотреть возможность существования жизни в озерах Титана, используя метан в качестве растворителя на этом месте. воды для земной жизни [106] и использование водорода в атмосфере для получения энергии с помощью ацетилена , почти так же, как земная жизнь использует глюкозу . [107]

История

Алессандро Вольта

Метан был впервые научно идентифицирован в ноябре 1776 года 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». [108] Вольта собрал газ, поднимающийся из болота, и к 1778 году выделил чистый метан. [109] Он также продемонстрировал, что газ можно зажечь электрической искрой. [109]

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. [110]

Название «метан» придумал в 1866 году немецкий химик Август Вильгельм фон Гофман . [111] [112] 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, 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. Координация «-ан», «-ен», «-один» и т. д. была предложена в 1866 году немецким химиком Августом Вильгельмом фон Гофманом . [113]

Сокращения

Аббревиатура CH 4 -C может означать массу углерода, содержащуюся в массе метана, причем масса метана всегда в 1,33 раза превышает массу CH 4 -C. [114] [115] CH 4 -C также может означать отношение метан-углерод, которое составляет 1,33 по массе. [116] Метан в масштабах атмосферы обычно измеряется в тераграммах (Tg CH 4 ) или миллионах метрических тонн (MMT CH 4 ), что означает одно и то же. [117] Также используются другие стандартные единицы, такие как наномоль (нмоль, одна миллиардная доля 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 в 2021 году. 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. ПМК 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 экологически 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: подкомитета 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. Бибкод : 2022IJHE...47.4265L. 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. Бибкод : 2022IJHE...4716347L. 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 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 документа : 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. Бибкод : 2014Pedos..24..291S. 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. Бибкод : 2018CBio...28.R727L. 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. ^ Ravilious, Kate (July 5, 2022). "Methane much more sensitive to global heating than previously thought – study". The Guardian. Retrieved July 5, 2022.
  69. ^ Global Methane Pledge. "Homepage | Global Methane Pledge". www.globalmethanepledge.org. Retrieved August 2, 2023.
  70. ^ Forster, Piers; Smith, Chris; Rogelj, Joeri (November 2, 2021). "Guest post: The Global Methane Pledge needs to go further to help limit warming to 1.5C". Carbon Brief. Retrieved August 2, 2023.
  71. ^ IEA (2022). "Global Methane Tracker 2022". IEA. Retrieved August 2, 2023.
  72. ^ Bohrmann, Gerhard; Torres, Marta E. (2006), Schulz, Horst D.; Zabel, Matthias (eds.), "Gas Hydrates in Marine Sediments", Marine Geochemistry, Springer Berlin Heidelberg, pp. 481–512, doi:10.1007/3-540-32144-6_14, ISBN 9783540321446
  73. ^ Miller, G. Tyler (2007). Sustaining the Earth: An Integrated Approach. U.S.: Thomson Advantage Books, p. 160. ISBN 0534496725
  74. ^ Dean, J. F. (2018). "Methane feedbacks to the global climate system in a warmer world". Reviews of Geophysics. 56 (1): 207–250. Bibcode:2018RvGeo..56..207D. doi:10.1002/2017RG000559. hdl:1874/366386.
  75. ^ a b Ruppel; Kessler (2017). "The interaction of climate change and methane hydrates". Reviews of Geophysics. 55 (1): 126–168. Bibcode:2017RvGeo..55..126R. doi:10.1002/2016RG000534. hdl:1912/8978. Archived from the original on February 7, 2020. Retrieved September 16, 2019.
  76. ^ "Methane Releases From Arctic Shelf May Be Much Larger and Faster Than Anticipated" (Press release). National Science Foundation (NSF). March 10, 2010. Archived from the original on August 1, 2018. Retrieved April 6, 2018.
  77. ^ Connor, Steve (December 13, 2011). "Vast methane 'plumes' seen in Arctic ocean as sea ice retreats". The Independent. Archived from the original on December 25, 2011. Retrieved September 4, 2017.
  78. ^ "Arctic sea ice reaches lowest extent for the year and the satellite record" (Press release). The National Snow and Ice Data Center (NSIDC). September 19, 2012. Archived from the original on October 4, 2012. Retrieved October 7, 2012.
  79. ^ "Frontiers 2018/19: Emerging Issues of Environmental Concern". UN Environment. Archived from the original on March 6, 2019. Retrieved March 6, 2019.
  80. ^ "Scientists shocked by Arctic permafrost thawing 70 years sooner than predicted". The Guardian. Reuters. June 18, 2019. ISSN 0261-3077. Archived from the original on October 6, 2019. Retrieved July 14, 2019.
  81. ^ Shindell, Drew; Kuylenstierna, Johan C. I.; Vignati, Elisabetta; van Dingenen, Rita; Amann, Markus; Klimont, Zbigniew; Anenberg, Susan C.; Muller, Nicholas; Janssens-Maenhout, Greet; Raes, Frank; Schwartz, Joel; Faluvegi, Greg; Pozzoli, Luca; Kupiainen, Kaarle; Höglund-Isaksson, Lena; Emberson, Lisa; Streets, David; Ramanathan, V.; Hicks, Kevin; Oanh, N. T. Kim; Milly, George; Williams, Martin; Demkine, Volodymyr; Fowler, David (January 13, 2012). "Simultaneously mitigating near-term climate change and improving human health and food security". Science. 335 (6065): 183–189. Bibcode:2012Sci...335..183S. doi:10.1126/science.1210026. ISSN 1095-9203. PMID 22246768. S2CID 14113328.
  82. ^ Dozolme, Philippe. "Common Mining Accidents". About.com. Archived from the original on November 11, 2012. Retrieved November 7, 2012.
  83. ^ Messina, Lawrence & Bluestein, Greg (April 8, 2010). "Fed official: Still too soon for W.Va. mine rescue". News.yahoo.com. Archived from the original on April 8, 2010. Retrieved April 8, 2010.
  84. ^ OSMAN, Karim; GENIAUT, Baptiste; HERCHIN, Nicolas; BLANCHETIERE, Vincent (2015). "A review of damages observed after catastrophic events experienced in the mid-stream gas industry compared to consequences modelling tools" (PDF). Symposium Series. 160 (25). Retrieved July 1, 2022.
  85. ^ Casal, Joaquim; Gómez-Mares, Mercedes; Muñoz, Miguel; Palacios, Adriana (2012). "Jet Fires: a "Minor" Fire Hazard?" (PDF). Chemical Engineering Transactions. 26: 13–20. doi:10.3303/CET1226003. Retrieved July 1, 2022.
  86. ^ "Porter Ranch gas leak permanently capped, officials say". Los Angeles Times. Retrieved February 18, 2016.
  87. ^ Matt McGrath (February 26, 2016). "California methane leak 'largest in US history'". BBC. Retrieved February 26, 2016.
  88. ^ Davila Fragoso, Alejandro (February 26, 2016). "The Massive Methane Blowout In Aliso Canyon Was The Largest in U.S. History". ThinkProgress. Retrieved February 26, 2016.
  89. ^ Tim Walker (January 2, 2016). "California methane gas leak 'more damaging than Deepwater Horizon disaster'". The Independent. Archived from the original on January 4, 2016. Retrieved July 6, 2017.
  90. ^ Carrington, Damian (May 9, 2023). "'Mind-boggling' methane emissions from Turkmenistan revealed". The Guardian. Retrieved May 9, 2023.
  91. ^ a b Zubrin, R. M.; Muscatello, A. C.; Berggren, M. (2013). "Integrated Mars in Situ Propellant Production System". Journal of Aerospace Engineering. 26: 43–56. doi:10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0000201.
  92. ^ "Methane Blast". NASA. May 4, 2007. Archived from the original on November 16, 2019. Retrieved July 7, 2012.
  93. ^ Chang, Kenneth (November 2, 2012). "Hope of Methane on Mars Fades". The New York Times. Archived from the original on June 8, 2019. Retrieved November 3, 2012.
  94. ^ Atreya, Sushil K.; Mahaffy, Paul R.; Wong, Ah-San (2007). "Methane and related trace species on Mars: origin, loss, implications for life, and habitability". Planetary and Space Science. 55 (3): 358–369. Bibcode:2007P&SS...55..358A. doi:10.1016/j.pss.2006.02.005. hdl:2027.42/151840.
  95. ^ Brown, Dwayne; Wendel, JoAnna; Steigerwald, Bill; Jones, Nancy; Good, Andrew (June 7, 2018). "Release 18-050 – NASA Finds Ancient Organic Material, Mysterious Methane on Mars". NASA. Archived from the original on June 7, 2018. Retrieved June 7, 2018.
  96. ^ NASA (June 7, 2018). "Ancient Organics Discovered on Mars – video (03:17)". NASA. Archived from the original on June 7, 2018. Retrieved June 7, 2018.
  97. ^ Wall, Mike (June 7, 2018). "Curiosity Rover Finds Ancient 'Building Blocks for Life' on Mars". Space.com. Archived from the original on June 7, 2018. Retrieved June 7, 2018.
  98. ^ Chang, Kenneth (June 7, 2018). "Life on Mars? Rover's Latest Discovery Puts It 'On the Table' – The identification of organic molecules in rocks on the red planet does not necessarily point to life there, past or present, but does indicate that some of the building blocks were present". The New York Times. Archived from the original on June 8, 2018. Retrieved June 8, 2018.
  99. ^ Voosen, Paul (June 7, 2018). "NASA rover hits organic pay dirt on Mars". Science. doi:10.1126/science.aau3992. S2CID 115442477.
  100. ^ ten Kate, Inge Loes (June 8, 2018). "Organic molecules on Mars". Science. 360 (6393): 1068–1069. Bibcode:2018Sci...360.1068T. doi:10.1126/science.aat2662. hdl:1874/366378. PMID 29880670. S2CID 46952468.
  101. ^ Webster, Christopher R.; et al. (June 8, 2018). "Background levels of methane in Mars' atmosphere show strong seasonal variations". Science. 360 (6393): 1093–1096. Bibcode:2018Sci...360.1093W. doi:10.1126/science.aaq0131. PMID 29880682.
  102. ^ Eigenbrode, Jennifer L.; et al. (June 8, 2018). "Organic matter preserved in 3-billion-year-old mudstones at Gale crater, Mars". Science. 360 (6393): 1096–1101. Bibcode:2018Sci...360.1096E. doi:10.1126/science.aas9185. hdl:10044/1/60810. PMID 29880683.
  103. ^ Richardson, Derek (September 27, 2016). "Elon Musk Shows Off Interplanetary Transport System". Spaceflight Insider. Archived from the original on October 1, 2016. Retrieved October 3, 2016.
  104. ^ Oze, C.; Sharma, M. (2005). "Have olivine, will gas: Serpentinization and the abiogenic production of methane on Mars". Geophysical Research Letters. 32 (10): L10203. Bibcode:2005GeoRL..3210203O. doi:10.1029/2005GL022691. S2CID 28981740.
  105. ^ "Cassini Explores a Methane Sea on Titan". Jet Propulsion Laboratory News. April 26, 2016.
  106. ^ Committee on the Limits of Organic Life in Planetary Systems, Committee on the Origins and Evolution of Life, National Research Council; The Limits of Organic Life in Planetary Systems; The National Academies Press, 2007; page 74.
  107. ^ McKay, C. P.; Smith, H. D. (2005). "Possibilities for methanogenic life in liquid methane on the surface of Titan". Icarus. 178 (1): 274–276. Bibcode:2005Icar..178..274M. doi:10.1016/j.icarus.2005.05.018.
  108. ^ Volta, Alessandro (1777) Lettere del Signor Don Alessandro Volta ... Sull' Aria Inflammable Nativa Delle Paludi Archived November 6, 2018, at the Wayback Machine [Letters of Signor Don Alessandro Volta ... on the flammable native air of the marshes], Milan, Italy: Giuseppe Marelli.
  109. ^ a b Methane. BookRags. Archived from the original on March 3, 2016. Retrieved January 26, 2012.
  110. ^ Holland, John (1841). The history and description of fossil fuel, the collieries, and coal trade of Great Britain. London, Whittaker and Co. pp. 271–272. Retrieved May 16, 2021.
  111. ^ Hofmann, A. W. (1866). "On the action of trichloride of phosphorus on the salts of the aromatic monoamines". Proceedings of the Royal Society of London. 15: 55–62. JSTOR 112588. Archived from the original on May 3, 2017. Retrieved June 14, 2016.; see footnote on pp. 57–58
  112. ^ McBride, James Michael (1999) "Development of systematic names for the simple alkanes". Chemistry Department, Yale University (New Haven, Connecticut). Archived March 16, 2012, at the Wayback Machine
  113. ^ Harper, Douglas. "methane". Online Etymology Dictionary.
  114. ^ Jayasundara, Susantha (December 3, 2014). "Is there is any difference in expressing greenhouse gases as CH4Kg/ha and CH4-C Kg/ha?". ResearchGate. Archived from the original on October 1, 2021. Retrieved August 26, 2020.
  115. ^ "User's Guide For Estimating Carbon Dioxide, Methane, And Nitrous Oxide Emissions From Agriculture Using The State Inventory Tool" (PDF). US EPA. November 26, 2019. Archived (PDF) from the original on October 1, 2021. Retrieved August 26, 2020.
  116. ^ "What does CH4-C mean? – Definition of CH4-C – CH4-C stands for Methane-carbon ratio". acronymsandslang.com. Archived from the original on April 11, 2015. Retrieved August 26, 2020.
  117. ^ Office of Air and Radiation, US EPA (October 7, 1999). "U.S. Methane Emissions 1990–2020: Inventories, Projections, and Opportunities for Reductions (EPA 430-R-99-013)" (PDF). ourenergypolicy.org. Archived (PDF) from the original on October 26, 2020. Retrieved August 26, 2020.

Cited sources

External links

Wikimedia Commons has media related to Methane.
Look up methane in Wiktionary, the free dictionary.