Vee molekuli ehitus põhjustab vee fenomenaalseid füüsikalisi omadusi. Vee molekulide vaheliste vesiniksidemete tõttu moodustub erinevatel temperatuuridel suur hulk erinevaid ruumilisi struktuure – dodekaeedreid, ikosaeedreid jne. Nendesse ruumilistesse strukuuridesse võivad sobiva temperatuuri ja rõhu tingimustes sattuda teiste ainete molekule (lämmastik, hapnik, vesinik, krüptoon, argoon, ksenoon, metaan ja kõrgemad süsivesinikud) – tekivad tahked gaashüdraadid.
Gaashüdraatidest on kindlasti kõige huvipakkuvamaks metaanhüdraat. Metaanhüdraadis sisalduv metaan tekib orgaanilise aine lagunemisel mikrobioloogiliselt või abiootiliselt orgaanilise aine redutseerumisel umbes 110 kraadi juures. Sobiva rõhu ja temperatuuri tingimustes ookeani põhjas tekibki vabanevast metaanist metaanhüdraat. Metaanhüdraati leidub peamiselt šelfidel ja kõrgematel laiuskraadidel igikeltsa piirkondades. Potentsiaalse kütusena on metaan vägagi atraktiivne. Üsna tagasihoidlikes hinnangutes ületavad metaanhüdraadi varud ülejäänud fossiilseid kütuseid ligi kaks korda. Huvitav on fakt, et ühest kuupmeetrist metaanhüdraadist eraldub tavatingimustes umbes 160 kuupmeetrit metaani. Probleemseks osutub aga metaanhüdraadi kätte saamine. Senimaani pole suudetud luua perspektiivseid tehnoloogiaid kuidas metaanhüdraati kätte saada. Ühed eesrindlikumad antud küsimusega tegelejad on maavarade vaese Jaapani teadlased. Kuna metaanhüdraat asub üsna sügaval merepõhjas, siis paneb see inseneride taibukuse tugevasti proovile.
Metaanhüdraadi stabiilsus sõltub temperatuurist ja rõhust. Juhul kui merevee tase peaks langema, siis rõhk langeb ja metaanhüdraadist võib eralduma hakata metaani. Merevee temperatuuri tõus viib samade tagajärgedeni.
Jooniselt on näha, et kui temperatuur tõuseks ligikaudu 4 kraadi, siis muutuks mitmesaja meetri paksune kiht ebastaabiilseks. Arvatakse, et jääaegade lõppemine võib olla seotud metaanhüdraadiga. Jääajal hakkab merevee tase langema, sest järjest rohkem ja rohkem vett satub moodustuvatesse jääkilpidesse ning suured metaanhüdraadi lademed muutuvad ebastabiilseks ja vabastavad suures koguses metaani atmosfääri. Metaan on umbes 21 korda efektiivsem kasvuhoonegaas kui süsihappegaas.Teiseltpool kardedakse, et kliima soojenemisest tingitud merevee tõusu tõttu võivad hakata sulama polaaraladel olevad metaanhüdraadi lademed ja selle tõttu võib kliima veelgi soojeneda.
Metaanhüdraat on väga huvitav loodusnähtus. Võibolla on jääaegade ja jäävaheaegade vaheldumine seotud just metaanhüdraadi tekke ja lagunemisega. Ligikaudu 8000 aastat tagasi toimus Norra rannikul ulatuslik veealune maalihe, mis hõlmas Islandiga võrraldava suurusega maa-ala. Selle tagajärjel vallandus suur hulk metaani atmosfääri, kuna piirkonnas leidub üsna palju metaanhüdraati. Seda kinnitab Gröönimaa jääpuursüdamikest tehtud analüüs, mis näitas, et samal ajal tõusis märgatavalt atmosfääri metaani sisaldus. On spekuleeritud, et antud sündmus võis olla üheks peamiseks põhjuseks, mis lõpetas holotseeni külma perioodi. Teisestküljest ei püsi metaan atmosfääris kuigi kaua, ta oksüdeerub süsihappegaasiks umbes kümne aasta jooksul.
Kasutatud allikad:
Karik, H. Looduslik vesi ja hämmastavad imeveed. Tallinn, Koolibri 2006
http://hol.sagepub.com/cgi/content/abstract/17/3/291
http://my.opera.com/nielsol/blog/2008/09/24/the-storegga-submarine-landslide-and-tsunami
http://www.horisont.ee/arhiiv_2000_2002/h2002n2l5.html
http://marine.usgs.gov/fact-sheets/gas-hydrates/title.html
http://ethomas.web.wesleyan.edu/ees123/clathrate.htm
Kuigi kirjutame siin blogis suuretsi keskkonnast on tänane päev loodusteadustele tähtis ja seetõttu kirjutangi ma sellest siia. Täna 200 aastat tagasi sündis üks tähtsamaid teadlasi Charles Darwin, kes oma põhiteoses “On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or The Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life” kirjeldas evolutsiooni mehhanisme. Hiljem andis ta veel välja mitmeid raamatuid ning kirjeldas ka seksuaalse valiku mehhanisme. Kahjuks pole neid raamatuid veel eesti keeles ilmunud ent Ivar Puura andis teada, et novembriks (24. november mööbub 150 aastat selle esimesest ilmumisest) saab müügil olema eestikeelne variant raamatust “On the Origin of Species”. On ka aeg, kuna vähe on neid kasutuses olevaid keeli, millesse seda raamatut veel tõlgitud ei ole.