ومن المعروف أن المحيطات هي مصدر طبيعي لبعض أنواع الغازات التي يمكن أن تكون مفيدة أو ضارة للبيئة.


المحيطات عبارة عن خزان ضخم لجميع أنواع الغاز

؟


المحيطات عبارة عن خزان ضخم للغاز

تحتوي المحيطات على حوالي 10.000 مليار طن من الميثان على شكل رواسب، وهو في حد ذاته مخزن ضخم للميثان.

وتشير التقديرات والنظريات إلى إمكانية إطلاق هذه الكمية الكبيرة مرة أخرى، مما يسبب ارتفاعًا حادًا ومفاجئًا في درجة الحرارة.

ولأنه أحد الغازات المرتبطة بالاحتباس الحراري، فهو قادر على زيادة درجة حرارة الهواء 25 مرة أكثر من ثاني أكسيد الكربون.

وهناك علاقة متكافئة بينهما، حيث أن الميثان هو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي، حيث يشكل 80% أو أكثر من تركيبه وهو أحد أنواع الوقود الرئيسية.

ومن المهم أيضًا معرفة أنه عندما يحترق جزيء الميثان في وجود الأكسجين، فإنه ينتج جزيءًا واحدًا من ثاني أكسيد الكربون وجزيئين من الماء.

وهذا يعني أن مصدر الطاقة هو احتراق الميثان. وينتج كيلوغرام واحد من الميثان 13300 سعرة حرارية، أي ما يعادل 55594 جول.

مع العلم أن المتر المكعب من الميثان يساوي 717 جراما ويمثل تفاعله مع غاز الأكسجين في المعادلة

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

.

لا تفوت أيضًا: الرقم الهيدروجيني للمطر الحمضي


مصادر غاز الميثان


إن المحيطات هي في الواقع مستودع ضخم للميثان، ولكن هذا لا يستبعد حقيقة أن هناك العديد من المصادر الأخرى التي يمكن أن يتواجد فيها الميثان، من المصادر الطبيعية إلى المصادر الصناعية.


أولاً: المصادر الطبيعية


يمكن الحصول على الميثان بشكل طبيعي دون الحاجة إلى إنتاجه، حيث يمكن الحصول عليه من عدة مناطق طبيعية، مع العلم أنه يتواجد بنسب معينة في كل منها.

مصدر

معدل وجود الغاز

الوقود الحفري

20%

عملية الهضم في حيوانات المزرعة

17%

في المستنقعات

23%

في الانبعاثات الناتجة عن الأنشطة البشرية، وخاصة الأنشطة الزراعية.

60%

كما يمكن إنتاجه بكميات غير محدودة عن طريق تحلل النفايات العضوية أو الحصول عليه من البكتيريا الموجودة في زراعة الأرز.

أو نتيجة التسخين اللاهوائي للمواد العضوية، ولهذا نجد أن غاز الميثان يدخل في تصنيف الكتلة الحيوية.

ومن المهم معرفة أن قيعان المحيطات تحتوي على كميات كبيرة جدًا من الغاز الطبيعي المتجمد، ويشيد العلماء بوجود كميات كبيرة من احتياطيات هيدرات الميثان.

وتقع تحت قاع محيطات وبحار العالم كافة، وتبلغ مساحتها حوالي 3000 جيجا طن، أي ما يعادل 3 مليارات كيلوجرام، أي ضعف احتياطيات الطاقة لجميع مصادر الطاقة التقليدية.

مثل طاقة الفحم والغاز الطبيعي والبترول. ولذلك نلاحظ أن بعض الدول تلجأ إلى استخراج هيدرات الميثان من أعماق البحار لتلبية احتياجاتها المتطورة من الطاقة.

  • دولة الصين.

  • المدن المتحدة.

  • دولة البرازيل.

  • دولة اليابان.

  • كوريا الجنوبية.

  • دولة الهند.

وعلى مدى المائتي عام الماضية، تضاعف تركيز غاز الميثان في الغلاف الجوي، حيث انتقل من 0.8 إلى 1.6 جزء في المليون.


ثانياً: المصادر الصناعية


ويمكن أيضًا تصنيع الميثان بدلاً من استخراجه طبيعيًا واستخدامه في الصناعات المختلفة.

ويحدث ذلك بعد أن يتم إنتاجه من خلال التفاعلات الكيميائية مثل عملية فيشر تروبش وتفاعل ساباتير.

لا تفوت أيضًا: ما هو الهيدروجين الأخضر؟


استخدام غاز الميثان


تعتبر احتياطيات غاز الميثان ذات أهمية اقتصادية كبيرة للبلاد، سواء الطبيعية أو الصناعية. لأنه يوفر إمكانية استعادة الميثان بطرق مختلفة واستخدامه كطاقة قابلة للاستخدام.


1- مدافن النفايات


تعتمد تقنية استخدام غاز مدافن النفايات على توليد الطاقة الكهربائية والاستخدام المباشر لغاز الميثان.

يتم توليد الطاقة الكهربائية عن طريق توزيع غاز الميثان الذي يتم جمعه عبر شبكات الأنابيب كوقود لأنواع مختلفة من التوربينات أو المحركات.

أما تقنية الاستخدام المباشر للغاز فتشمل استخدامه المباشر كوقود، علماً أن هناك أنواعاً أخرى من التقنيات تتطلب أولاً تحسين الغاز ومن ثم توزيعه على شبكات توزيع الغاز الطبيعي.

يتم تقليل انبعاثات غاز الميثان من مدافن النفايات عن طريق جمع الغاز الناتج وحرقه أو إعادة استخدامه.


2- أنظمة النفط والغاز الطبيعي


كلما انخفضت انبعاثات غاز الميثان، زاد عدد الغاز المتاح للبيع والاستهلاك، وتأتي تدابير الحد من انبعاثات غاز الميثان من أنظمة النفط والغاز الطبيعي في أكثر من شكل.

  • تحسين جودة العمليات التشغيلية والأساليب الإدارية.

  • مهتم بتحسين الأساليب الإدارية من خلال التحسينات التكنولوجية.

  • زيادة أداء المعدات عن طريق تقليل التهوية والانبعاثات الأخرى.


3- مناجم الفحم


يعد الميثان موردًا مربحًا للغاية من مناجم الفحم وله العديد من الاستخدامات الممكنة.

  • ويتم تغذيته في شبكات توزيع الغاز الطبيعي.

  • يتم استخدامه لتوليد الطاقة الكهربائية.

  • يتم استخدامه كوقود للسيارات / المركبات.

ومع ذلك، يجب إزالة غاز الميثان من مناجم الفحم تحت الأرض قبل التعدين أو بعده أو أثناءه؛ لتقليل خطر الانفجار.


4- إنتاج المركبات العضوية


ويستخدم الميثان لإنتاج مجموعة متنوعة من المركبات العضوية ذات الاستخدامات المتنوعة، مثل الكلوروفورم ورابع كلوريد الكربون، والتي تستخدم عادة لإذابة الحرائق وإطفائها.

ولا تفوت أيضًا: العنصران الأكثر شيوعًا في الكون هما


هل يوجد غاز الميثان خارج الأرض؟


المحيطات عبارة عن خزان ضخم للغازالمحيطات عبارة عن خزان ضخم للغاز

تعد المحيطات أكبر الخزانات الطبيعية للميثان في العالم، ولكن دائمًا ما يشعر بعض الناس بالفضول لمعرفة أن الميثان موجود بالكامل خارج الأرض.

ولذلك تجدر الإشارة إلى أن هناك علماء يعتقدون أن غاز الميثان موجود بالفعل في أماكن كثيرة في النظام الشمسي، ولكن بنسب معينة على بعض الكواكب، وذلك بسبب العمليات غير العضوية التي تصاحب تطور النظام الشمسي.

كوكب

معدل الحضور

المريخ

10 جزء في البليون

زحل (القمر تيتان، القمر إيابيتوس)

0.4% في الغلاف الجوي

المشتري

0.3% في الغلاف الجوي

ويحدث أيضًا في الكواكب الأخرى وأقمارها، لكن نسبة تواجده غير معروفة حتى الآن.

  • كوكب أورانوس (القمر ميرندا، أوبيرون، أومبريل، تيتانيا، آرييل).

  • كوكب نبتون (تريتون).

  • المذنب هياكوتاكي.

  • مذنب هالي.