[font=Arial][size=16]
ميثان
الخواص
عام
الإسم ميثان
بناء لويس
شكل الجزيء
الصيغة الجزيئية
CH4
الوزن الجزيئي
16.04 u
أسماء أخرى غاز المستنقعات, ميثيل هيدريد
رقم CAS
74-82-8
تصرفات الحالة
نقطة ذوبان
90.6 K و −182.6 C°
نقطة غليان
111.55 K و −161 C°
النقطة الثلاثية
90.6 K و −182 C°
0.117 بار
النقطة الحرجة
190.6 K و −82.6 C°
46 بار
ΔfusH
1.1 kJ/mol
ΔvapH
8.17 kJ/mol
خصائص الغاز
ΔfH0gas
-74.87 kJ/mol
ΔfG0gas
-50.828 kJ/mol
S0gas
188 J/mol•K
Cp
35.69 J/mol•K
Safety
تأثير سريع الإختناق:فى الحالات الخطيرة يسبب فقدان الوعي,توقف القلب,يتم
نقل المركب على في درجة حرارة منخفضة,التعرض للغاز له تأثير حارق.
تأثير مستمر ???
نقطة وميض
-188 C°
نقطة إشتعال ذاتي
600 C°
حد الإنفجار
5-15%
معلومات إضافية
الخواص NIST WebBook
شهادة بيانات أمان المواد
Hazardous Chemical Database
تم استخدام وحدات SI بقدر الإمكان. وإذا لم يذكر غير ذلك فقد تم استخدام الظروف القياسية.
أبسط الهيدروكربونات,
الميثان وهو غاز, له الصيغة الكيميائية CH4.
الميثان النقي ليس له رائحة, ولكن عند إستخدامه تجاريا يتم خلطه بكميات ضئيلة من
الكبريت القوي الرائحة. المركبات مثل إثيل مركبتان تمكن من تتبع أثار
الميثان في حالة حدوث تسريب.
وكمكون رئيسي للغاز الطبيعي, فإن
الميثان أحد أنواع الوقود المهمة. وحرق جزيء واحد من
الميثان في وجود الأكسجين ينتج جزيء من ثاني أكسيد الكربون CO2, و 2 جزيء من الماء H2O.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
الميثان أيضا أحد غازات الصوبة الزجاجية وله عزم تدفئة عام يبلغ 21. ويبلغ المتر المكعب من
الميثان 717 جرام.
فهرس
• 1 مصادر
الميثان • 2 تفاعلات
الميثان • 3
الميثان خارج الكرة الأرضية
• 4 استخدامات
الميثان • 5 شاهد أيضا
• 6 وصلات خارجية
غاز
الميثان مصادره وتحضيره
________________________________________
مصادره : يعتبر غاز
الميثان أبسط الالكانات ، ويكون 90% من غاز المستنقعات حيث ينتج عن تحلل المواد
العضوية ، ويوجد أيضاً ضمن غاز الفحم الناتج من التقطير الاتلافي للفحم الحجري ،
وهو أحد المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي المتصاعد من آبار النفط ، كما
يبنتج في كثير من المزارع نتيجة عملية التحلل هذه لانتاج " البتوجاز "
الذي يحتوي على نسبة
كبيرة من غاز
الميثان لاستخدامه كوقود
...الفكرة... :
يحضر غاز
الميثان في المختبر بتأثير الماء المحمض بحمض الهيدروكلوريك على كربيد الالومنيوم
الادوات والمواد المطلوبة ....:
دورق كروي ذو سدادة بها ثقبان – مخابير لجمع الغاز – كربيد الالمونيوم –
حمض الهيدروكلوريك المخفف – ماء مقطر – ماء جير – ورقتي تباع الشمس احدهما
حمراء والاخرى زرقاء – محلول برمنجنات البوتاسيوم القلوية – قعب خزفي
خطوات العمل... : حضر الجهاز المبين بالشكل
ضع في الدورق قليلا من كربيد الالومنيوم ، وأضف اليه كمية مناسبة من الماء المقطر حتى تغطيه
افتح صنبور القمع لتسمح بتنقيط الماء المحمض بحمض لالهيدروكلوريك .
سخن الدورق تسخينا هينا .
اجمع عدة مخابير من غاز
الميثان لدراسة خواصه الفيزيائية ( اللون ، الرائحة ، الذوبان في الماء ) وكذلك
دراسة خواصه الكيميائية ( الاشتعال والكشف عن النواتج بماء الجير ، تأثير الغاز
على ورق تباع الشمس ، تأثير محلول برمنجنات البوتاسيوم القلوية أو ماء
البروم على الغاز ).
الخواص الفيزيائية لغاز
الميثان :
غاز شفاف عديم اللون والرائحة .
كثافته أقل من كثافة الهواء الجوي .
شحيح الذوبان في الماء .
قابل لللاسالة بالضغط والتبريد الشديدين
الخواص الكيميائية للميثان :
يحترق الغاز في الهواء بلهب أزرق ( غير مضيء ) وينتج عن احتراقه بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وتنطلق طاقة حرارية
يتحلل الغاز الى عنصريه عند امراره في أنابيب معدنية مسخنة لدرجة الاحمرار ، والكربون الناتج يسمى أسود الكربون
يتفاعل الغاز مع بخار الماء في وجود أكاسيد بعض الفلزات كعامل حفاز عند درجة حرارة عالية
وضغط جوي كبير للحصول على غاز يسمى غاز الاصطناع ، وهو مزيج من غازي الهيدروجين وأول أكسيد الكربون وله استخدمات صناعية عديدة .
نظراً لان
الميثان مركب مشبع فانه غير نشط كيميائيا ً ، ولذلك فانه لا يتأثر بالاحماض المعدنية أو القلويات ، ولكن يمكن احلال ذرة
عنصر أو أكثر محل ذرة هيدروجين أو أكثر ، وكمثال على ذلك تفاعل الغاز مع الكلور أو البروم ، وهذا
النوع من التفاعلات يسمى تفاعلات الاحلال أو الاستبدال الذي يميز الالكانات ، والتفاعلات التالية توضح ذلك :
( أ ) يتفاعل
الميثان مع غاز الكلور بالاحلال ( الاستبدال ) في ضوء الشمس غي المباشر على مراحل كالتالي :
( ب ) في الظلام التام وفي درجة الحرارة العادية لا يتفاعل غاز
الميثان مع الكلور.
( ج ) اذا اجري التفاعل في ضوء الشمس المباشر فانه يحدث انفجار ويتكون كلوريد الهيدروجين والكربون .
استخدامات
الميثان :
تحضر منه كثير من المركبات
العضوية مثل الكلوروفورم ( مخدر ومذيب ) ورابع كلوريد الكربون الذي يستخدم في
اطفاء الحرائق وكمذيب ايضاً.. كما يدخل في صناعات كثيرة مثل صناعة
البلاستيك والنايلون والكحولات والفورمالدهيد .... الخ .
يكون حوالي 80% من الغاز الطبيعي المستخدم كوقود .
يستخدم في الاحتراق للحصول على الطاقة ، فالكيلو جرام منه يعطي 13300 كيلو سعر .
يحضر منه أسود الكربون الذي يستخدم في حبر الطباعة .
يحضر منه النيتروميثان الذي يستخدم في عمل العقاقير الطبية والميدات الحشرية والمفرقعات .
يستخدم في تحضير غاز الاصطناع
مصادر الميثان:
المصادر الرئيسية للميثان:
• تحلل المخلفات العضوية.
• المصادر الطبيعية: المستنقعات 23%
• وقود حفريات 20%
يتم استخراج
الميثان من الرواسب الجيولوجية حيث يكون مصاحب لأنواع الوقود الهيدروكربوني الأخرى.
• عملية الهضم في الحيوانات ((ماشية) 17%
تمثل
عمليات الهضم في الحيوانات 17% من إنبعاثات الميثان
• البكتريا التى تتواجد أثناء
زراعة الأرز.
• تسخين أو حرق الكتلة الحيوية لاهوائيا
60% من الإنبعاثات التى تنتج
الميثان ناتجة من الأنشطة البشرية, وخاصة الأنشطة الزراعية. وخلال 200 سنة
السابقة, تضاعف تركيز الغاز في الغلاف الجوي من 0.8 إلى 1.6 جزء في
المليون.
كما أن
الميثان يصنف على أنه كتلة حيوية لأنه يمكن أن ينتج من الحرق الاهوائي لبعض المواد العضوية.
• المصادر الصناعية
يمكن تصنيع
الميثان وإستخدامه صناعيا, بالتفاعلات الكيميائية مثل تفاعل ساباتير (Sabatier
reaction), عملية فيشر-تروف (Fischer-Tropsch process), وأيضا من إعادة
تكون البخار. كما أن الغاز يتواجد أيضا في العمليات التى تحدث عند
البراكين.
• فى الضغوط العالية, مثل التى توجد في أعماق المحيطات, يكون
الميثان كلاثرات صلب مع الماء. وتوجد منه كميات غير معروفة ومن الممكن أن تكون ضخمة من
الميثان في هذا الشكل الرسوبي في المحيط. ويعتقد أنه تنطلق كميات ضخمة من
الميثان بطريقة فجائية من هذه الأشكال الرسوبية مما
يزيد من
ظاهرة السخونة العالمية, كما حدث في الماضى البعيد منذ مايقرب من 55 مليون سنة.
• وطبقا لتقديرات أحد المصادر فإن
الميثان الموجود في شكل رسوبي في المحيط يقدر بـعشرة ألآف مليار طن.
(BBC) وتقترح
النظريات أن هذه الكميات الضخمة من
الميثان يمكن أن تنطلق فجأة مرة أخرى, وستسبب إزدياد
خطير في درجات الحرارة حيث أن
الميثان أقوى بتسع مرات من CO2 في
تأثيره على البيت الزجاجي.
و لقد أثبت
العلماء بأنه يوجد بعض غاز
الميثان على سطح المريخ
أعلن البروفيسور سوشيل اتريا مدير معمل علوم الكواكب بكلية الهندسة بجامعة ميتشجن أن أحد
علماء الجامعة الذي يعمل ضمن فريق لوكالة الفضاء الأوربية قد اكتشف وجود غاز
الميثان على
كوكب المريخ، مما يعد أكبر دليل حتى الآن على وجود حياة على هذا الكوكب.
ويقول اتريا: (الميثان يعد من المؤشرات على وجود الكائنات الحية، فإذا وجد
الميثان على
كوكب ما نبدأ في التفكير في احتمال وجود حياة على هذا الكوكب. وينتج
الميثان على
كوكب الأرض بالكامل من مصادر بيولوجية، ويشبه المريخ الأرض أكثر من أي
كوكب آخر في المجموعة الشمسية، كما أن
دراسة غلافه الجوي تؤدي بنا إلى فهم أكبر للغلاف الجوي للأرض).
ويقول اتريا إن أكبر الأسئلة المطروحة الآن هو عن كيفية وصول
الميثان إلى المريخ، ويضيف بأن هناك عدة احتمالات لذلك.
ويتمثل أكثر الاحتمالات تشويقاً في أن الميثانوجنات وهي الميكروبات التي تتغذى على الهيدروجين في المريخ وأول أكسيد الكربون من أجل
الحصول على الطاقة وتقوم بإخراج
الميثان تعيش في مستعمرات بعيدة عن الأنظار تحت سطح الكوكب الأحمر.
ويقول اتريا أيضاً إن هذه الكائنات لا هوائية ومن ثم فإنها لا
تحتاج إلى الأكسجين كي تعيش في حالة وجودها.
فلو كانت هذه الكائنات موجودة فإنها تعيش تحت سطح التربة
غير أن هناك حاجة لإجراء المزيد من التجارب قبل التوصل إلى أي نتيجة.
ومع أنه من المبهج أن نقول بوجود كائنات حية على المريخ، لكننا لسنا في وضع
يسمح لنا بتحديد السبب وراء وجود الميثان)، ويضيف اتريا قائلاً: من
الممكن أن يكون نيزك قد ضرب المريخ مما ينتج عنه وجود الميثان، غير أن ذلك
لا يحدث إلا مرة واحدة كل ستين مليون سنة أو نحو ذلك.
ولكن من المحتمل بدرجة أكبر وقوع عملية تفاعل مائي حراري ناتج عن تفاعل
كميائي بين الصخر والماء الموجود في خزانات المياه الجوفية الواقعة تحت سطح
التربة في المريخ.
ويعرف الجهاز الذي اكتشف وجود
الميثان بمقياس الطيف الكوكبي، وهو واحد من بين سبعة
أجهزة موجودة على متن سفينة الفضاء مارش إكسبريس. ويقوم مقياس الطيف بقياس
الأشعة تحت الحمراء للشمس والتي قامت الجزيئات الدقيقة بامتصاصها وإطلاقها
ونشرها في الغلاف الجوي للمريخ.
ويتمتع كل جزئ بخواص ضيفية فريدة ويمكن أن نتخيل ذلك على أنه بصمة بالأشعة تحت الحمراء بما في ذلك الميثان.
وقد اكتشف جهاز
القياس الطيفي ما يعادل 10 أجزاء لكل بليون من
الميثان على المريخ، وهي كمية صغيرة مقارنة بما يعادل نحو 1700 جزء لكل بليون على الأرض.
وقد كان
الميثان موزعاً بشكل متساوٍ على سطح المريخ، وهذا يعزز النظرية القائلة بأن مصدر وجود
الميثان ناتج عن مصدر داخلي من نفس الكوكب وليس نتيجة اصطدامه بأحد النيازك، وقد
تم إطلاق سفينة الفضاء مارس إكسبريس في يونيو حزيران عام 2003، وتعد أول
رحلة من دول
أوروبا الغربية لكوكب آخر.
لغز غاز
الميثان على
كوكب المريخ:
أعلن
العلماء عن العثور على غاز
الميثان في الغلاف الجوي لكوكب المريخ وهو الأمر الذي قد يدل، حسب قول العلماء، على وجود حياة على الكوكب.
وقد تم اكتشاف الغاز عن
طريق المناظير الأرضية ثم تم التأكد منه عن
طريق المعدات الموجودة على متن مركبة الفضاء مارس اكسبريس التابعة لمحطة الفضاء الأوروبية، ويعيش غاز
الميثان لفترة قصيرة في الغلاف الجوي لكوكب المريخ ومن ثم يجب إعادة تكوينه باستمرار.
وهناك طريقتان لحدوث ذلك إما عن
طريق البراكين النشطة وهو الأمر الذي لم يُكتشف على
كوكب المريخ حتى الآن، أو عن
طريق الميكروبات.
وقال
علماء الفلك إنهم رأوا مؤشر على وجود غاز
الميثان في الغلاف الجوي للمريخ باستخدام أكبر المناظير في العالم، وكشف
العلماء أن مرصد الأشعة تحت الحمراء في هاواي ومرصد شيلي قد تتبعا الغاز العام الماضي.
كما أعلن أيضا
العلماء المسؤولين عن
تشغيل جهاز مارس إكسبريس لقياس الطيف أنهم وجدوا أثارا لغاز
الميثان في الغلاف الجوي للمريخ.
وبالإضافة إلى ذلك، تتبع مرصد توين كيك في هاواي والذي يعد أكبر مرصد في العالم غاز
الميثان غير أنه لم يقدم تقريرا بالنتائج حتى الآن.
ومن المتوقع أن يتم طرح
مزيد من الأدلة على وجود غاز
الميثان على
كوكب المريخ خلال اجتماع الشهر القادم يعقده اتحاد من
علماء الفلك.
يذكر أن غاز
الميثان ليس جزيئا ثابتا في الغلاف الجوي للمريخ، ففي حال عدم تكوينه من جديد
فإنه سيظل لمئات قليلة من السنين قبل أن يختفي، وهو ما يعني ضرورة أن يكون
الميثان الذي تم اكتشافه قد أعيد تكوينه بشكل ما.
ويرى
العلماء إمكانيتين لحدوث ذلك وكلاهما يتمتع بأهمية كبيرة.
فمن المحتمل أن يكون الغاز قد نتج عن نشاط بركاني، حيث أن الحمم البركانية
التي تترسب على سطح الكوكب قد تكون سببا في إنتاج الغاز؛ غير أن هذا
التفسير يحمل بعض الصعوبات لعدم عثور الكثير من مركبات الفضاء التي
تدور حول المريخ على أي بقاع ساخنة للبراكين النشطة على الكوكب.
وفي حال كون البراكين مسؤولة عن تكوين غاز
الميثان على سطح المريخ فإن ذلك سيمثل اكتشافا كبيرا وستترتب
عليه نتائج هامة.
ولعل أهم هذه النتائج هو أن الحرارة الصادرة عن البركان ستؤدي لذوبان كميات
كبيرة من الجليد الذي تم اكتشافه على سطح المريخ وهو ما ينتج عنه بيئة صالحة للحياة.
تفاعلات الميثان
• الإحتراق
يوجد عديد من الخطوات عند إشتعال الميثان:
يتحول
الميثان إلى الجذر ميثيل CH3, والذى يتحول إلى فورمالهيد (HCHO أو H2CO). ويتحول
الفورمالدهيد إلى الجذر فورمال HCO, والذى بدوره يكون أول أكسيد الكربون
CO. وهذه العملية يطلق عليها إنحلال حراري:
CH4 + O2 → CO + H2 + H2O
ثم يتبع ذلك عملية إنحلال حراري تاكسدية, حيث يتأكسد H2, وينتج عن ذلك H2O,
مما يكرر وجود المتفاعلات النشطة مرة أخرى, ويطلق حرارة. ويحدث هذا بسرعة
جدا ، في وقت أقل من المللى ثانية.
H2 + ½ O2 → H2O
واخيرا, يتأكسد CO, ليكون CO2, وينطلق
مزيد من الحرارة. وهذه العملية أبطيء من العمليات الأخرى, وتحتاج لعدد من مللى مترات
الثانية لتكتمل:
CO + ½ O2 → CO2
• تنشيط الهيدروجين
الرابطة التساهمية القوية بين الكربون-الهيدروجين في
الميثان هى واحدة من أقوى الروابط الهيديروجينية, وعلى ذلك فإن إستخدامها كمادة
اولية في صناعة البتروكيمياويات محدود. ولايزال البحث جاريا عن عامل حفز
مناسب لتكسير الرابطة بين C-H في
الميثان والألكانات المنخفضة الأخرى.
• الهلجنة
الميثان خارج الكرة الأرضية
يعتقد ان
الميثان تم تحديد وجوده في أماكن عديدة في النظام الشمسي. ويعتقد أنه تكون خلال
العمليات الغير عضوية التى كانت تصاحب تطور النظام الشمسي, كما أن هناك
إعتقاد أنه تكون في وجود حياة على المريخ.
• كوكب المشترى
• كوكب المريخ
• كوكب زحل
o قمر أيابيتوس
o قمر تيتان
• كوكب نيبتون
o قمر تريون
• كوكب أورانوس
o قمر أريل
o قمر ميرندا
o قمر أوبيرون
o قمر تيتانيا
o قمر أمبريل
• المذنب هالي
• المذنب هياكوتاكي
كما توجد أثار لغاز
الميثان في
طبقة رقيقة على القمر التابع للأرض. كما أن هناك بعض الإكتشافات حول وجود
الميثان في السحابات الموجودة بين النجوم.
استخدامات الميثان
• تحضر منه الكثير من المركبات
العضوية مثل الكلوروفورم ورابع كلوريد الكربون الذي يستخدم في اطفاء الحرائق
وكمذيب ايضا,كما يدخل في صناعات كثيرة مثل صناعة البلاستيك والنايلون
والكحولات والفورمالدهيد.
• يكون حوالي 80%من الغاز الطبيعي المستخدم كوقود.
• يستخدم في الاحتراق للحصول على الطاقة ، فالكيلو جرام منه يعطي 13300سعر.
• يحضر منه اسود الكربون الذي يستخدم في حبر الطباعة.
• يحضر منه النيتروميثان الذي يستخدم في عمل العقاقير الطبية والمبيدات الحشرية والمفرقعات.
• يستخدم في تحضير غاز الاصطناع.
شاهد أيضا
• الألكانات. أحد أنواع الهيدروكربونات والتى يكون
الميثان أبسط أعضائها.
• كلاثرات ميثان, نوع من انواع الثلج يحتوى على الميثان.
• ميثانوجين, ارشيا ينطلق منهما
الميثان كمنتج ثانوي أثناء
عمليات الأيض.
• تصنيع ميثان تكون
الميثان بواسطة الميكروبات.
• ميثانوتروف, نوع من أنواع البكتريا التى تستخدم
الميثان كمصدر وحيد للكربون والطاقة.
• مجموعة ميثيل, مجموعة فعالة تشبه الميثان.
وصلات خارجية
• هيدرات
الميثان • الكيمياء الحسابية
• [1]
وأريد أن أقول لكم أنه:
تعد
عمليات احتجاز غاز
الميثان من المناجم ومنتجات الوقود الحفري او خطوط الغاز اكثر سهولة ومباشرة من
حيث الجدوى الاقتصادية. والميثان من مكونات الغاز الطبيعي ويمكن استخدامه
لتوليد الطاقة بانواعها.
وفي شتى أرجاء
كوكب الارض تقوم الطيور الداجنة والخنازير بالدور الطبيعي المنوط بها من أجل مكافحة
ظاهرة الاحتباس الحراري وخفض درجة حرارة المعمورة.. الا إن الابقار والاغنام لايزال يتعين عليها ان تقوم بدور ما.
فحيوانات المزرعة تنتج قدرا كبيرا من غاز
الميثان وهو غاز قوي المفعول من غازات
ظاهرة الاحتباس الحراري الا انه لم يحظ بعد بالاهتمام الكافي مثل غاز ثاني اكسيد الكربون فيما تبذل جهود مكثفة لمواجهة تراكم غاز
الميثان والحد من التغيرات المناخية. بحسب تقرير لرويترز.
وترصد السياسات
الحكومية ومنظومة ترعاها الامم المتحدة
لمكافحة الانبعاثات الغازية الضارة مكافات للمستثمرين والمزارعين ومصادر
التلوث الكبرى مثل محطات القوى الكهربية مقابل التعويض عن الحد من الانبعاثات لاسيما غاز ثاني اكسيد الكربون.
تكمن أهمية
الميثان في انه اقوى مفعولا من ثاني اكسيد الكربون بواقع 23 مرة في قدرته على
احتجاز الحرارة داخل الغلاف الجوي للارض كما انه قادر على حبس الغازات
المنبعثة من الفضلات الحيوانية ومن مناجم الفحم او الغازات المتسربة من
انابيب الغاز.
وقال خبير المناخ بول فرايزر وهو من استراليا حيث تنبعث من مزارع الحيوانات المجترّة كميات
كبيرة من الغازات "منذ عصر ما قبل النهضة الصناعية فان خمس غازات
الاحتباس الحراري المسؤولة عن ارتفاع درجة حرارة الارض ناجمة عن الميثان."
وقالت لجنة من الامم المتحدة لمراقبة التغيرات المناخية ان تركيزات غاز
الميثان تضاعفت
بنسبة 150 في المئة تقريبا في الجو منذ عام 1750 وتجاوزت الان الحدود الطبيعية.
واضافت اللجنة ان الانشطة البشرية مسؤولة ايضا بدرجة كبيرة.
وتركز اللجنة في تقرير حاليا على سبل الحد من
الميثان وغازات
الاحتباس الحراري الاخرى ومن الاثار الناجمة عن التغيرات المناخية.
وقال بيل هير مدير السياسات المناخية في جماعة جرينبيس (السلام الاخضر) والمشارك في
تقرير اللجنة في بانكوك "يثور جدل بان تكلفة خفض غاز
الميثان ربما تكون ارخص من ثاني اكسيد الكربون."
وقال تقرير الامم المتحدة عن التغييرات المناخية إن العالم بحاجة الى خفض
انبعاثاته السنوية من ثاني اكسيد الكربون ما بين 50 الى 85 بالمئة بحلول
عام 2050 من أجل السيطرة على ارتفاع درجة حرارة
كوكب الارض.
وأضاف تقرير اللجنة
الدولية للتغييرات المناخية الذي تمت الموافقة
عليه في بانكوك ان تكلفة الابقاء على الارتفاع في درجات الحرارة في اطار درجتين مئويتين تبلغ 0.12 في المئة من الناتج الاجمالي
المحلي العالمي.
وتعد
عمليات احتجاز
الميثان من المناجم ومنتجات الوقود الحفري او خطوط الغاز اكثر سهولة ومباشرة من
حيث الجدوي الاقتصادية. والميثان من مكونات الغاز الطبيعي ويمكن استخدامه
لتوليد الطاقة.
وقال هير ان مسألة التخلص من
الميثان اكثر صعوبة في مجالات الثروة الحيوانية وزراعة الارز عنها في مجال الصناعة.
وتنتج كميات
كبيرة من غاز
الميثان من جراء زراعات الارز والمحاصيل الاخرى التي
تحتاج الى ري غزير كما ينبعث غاز
الميثان من المستنقعات الطبيعية كما تترسب كميات من الغاز تحت الجليد في المناطق القطبية وفي الاصقاع الدائمة التجمد تحت البحار.
ويقول هير انه يجري بحث الكثير من الخيارات منها الاضافات الغذائية لعلف الحيوانات المجترة والماشية والاغنام من اجل خفض كميات
الميثان واطلاق الحيوانات في المراعي والمزارع بدلا من اعداد علائق العلف المكثفة في الحظائر.
وقال هير "بالنسبة لزراعات الارز فان مجرد تغيير مواعيد وطريقة الري بالغمر من شأنها الحد من كميات غاز الميثان."
وقال فرايزر مدير المجموعة البحثية للتغيرات المناخية في الغلاف الجوي
التابعة لمنظمة البحوث الصناعية والعلمية التي تمولها حكومة استراليا انه
في
الوقت الراهن تعد كميات غاز
الميثان ثابتة في الجو منذ عام
1999 لكن بصور مؤقتة.
وربما اسهم جفاف مستنقعات مدارية في الحد من انبعاثات
الميثان فضلا عن خفض انبعاثاته في مجالي النفط والغاز الطبيعي لكن ليس معروفا على وجه الدقة المدة التي سيستغرقها هذا الاستقرار.
وقال فرايزر "معظم
الناس يتفقون على انه في وقت ما في المستقبل سيبدأ تزايد
الميثان بمجرد زيادة الطلب على الغاز الطبيعي وعلى الارز والماشية."
اما السبب الذي جعل من فضلات الطيور الداجنة والخنازير سلعا ثمينة هو انها تستخدم
لحرقها هي وغاز
الميثان لتوليد الكهرباء رغم انتاج غاز ثاني اكسيد الكربون الاقل خطرا.
وجعل ذلك مزارع الخنازير الضخمة في امريكا الجنوبية ومزارع الدواجن في الهند من مصادر الثروة المجزية.
ويقضي بروتوكول كيوتو بالتزام الدول بتحديد وتقليص إنبعاثاتها من كافة الملوثات الجوية التى تشمل غازات
الاحتباس الحرارى.
وينص البروتوكول على أن تتخذ الدول النامية إجراءات طوعية للحد من إنبعاثاتها نظير
الحصول على مساعدات مالية وفنية من الدول
المتقدمة على أن يخصم ما تم توفيره من الانبعاثات من حصة الدول الصناعية التى تقدم المساعدات.
ويتيح البروتوكول للدول الصناعية تحقيق إلتزاماتها بخفض الانبعاثات عن
طريق شراء حصة من الانبعاثات التى يتم تخفيضها فى دول نامية وذلك ضمن فعاليات إحدى أليات التنمية النظيفة.
الامم المتحدة تحذر من الوقود العضوي
وحذر تقرير جديد اصدرته الامم المتحدة من التسرع في التحول الى الوقود العضوي المستخلص من المواد الزراعية بسبب
تأثيره الخطير على الكائنات الحية والبيئة.
وفي
الوقت ذاته اشار التقرير الذي اصدرته هيئة الامم المتحدة المعنية بالطاقة الى انه من الممكن ان تكون هناك نتائج ايجابية لاستخدام هذا
النوع من الوقود.
ولكن ايضا من الممكن ان تكون هناك نتائج سلبية مثل
القضاء على الغابات وزيادة اسعار المواد الغذائية بسبب استغلال مساحات من
الاراضي الزراعية لزراعة المواد المنتجة للوقود العضوي. بحسب تقرير للـبي
بي سي.
واوضح التقرير ايضا ان الوقود العضوي مفيد للغاية عند استخدامه في التدفئة وانتاج الطاقة اكثر من استخدامه كوقود لوسائل النقل.
وقال التقرير الذي كشف عنه مؤخرا ان "الابحاث الاخيرة اثبتت ان استخدام
الوقود العضوي للتدفئة والطاقة بدلا من وقود السيارات والاستخدامات الاخرى
يعد الافضل بالنسبة للحد من انبعاثات غاز ثاني اكسيد الكربون وكذلك الحد
من
ظاهرة الاحتباس الحراري".
يذكر ان الاتحاد الاوروبي والولايات المتحدة قد وضعتا مؤخرا خطة لاستغلال
الوقود العضوي على نطاق واسع كمصدر للطاقة بالنسبة للسيارات.
وقال التقرير الذي شارك في اعداده عدد من خبراء الطاقة والبيئة ان الوقود
العضوي من الممكن ان يكون جيدا للغاية اذا تم التخطيط الجيد لكيفية
استخدامه ولكن في
الوقت ذاته من الممكن ان تكون له عواقب وخيمة اذا كان هناك تسرع في انتاج مثل هذا
النوع من الوقود.
واضاف ان "تطوير الصناعات الخاصة بانتاج الطاقة
العضوية يمكن ان توفر طاقة نظيفة
يصدر عنها اثار جانبية محدودة يمكن ان يستفيد منها ملايين الاشخاص من المحرومين من مصادر الطاقة المختلفة".
واوضح التقرير ان "انتاج هذا
النوع من الطاقة يخلق ايضا فرص عمل جديدة ومصادر دخل
متنوعة لسكان المناطق الفقيرة".
كلمة عن هيدرات الغاز:
توجد تراكمات هيدرات الغاز تحت أجزاء معينة من المحيط، وتحت العديد من مناطق الأرض دائمة التجمد.تتشكل هيدرات
الميثان في هذه الأماكن لأنها ثابتة فقط على ضغط عالٍ أو على درجة حرارة منخفضة.
إن المياه العميقة لمعظم محيطات العالم باردة بشكل كافٍ ولها ضغط كافٍ
للعمل على استقرار الهيدرات في قاع البحر تصل إلى أعماق أكثر من 500 متر.
تكون معظم هيدرات البحر محصورة في حواف القارات جيث يكون الماء عميقاً بقدر
كافٍ وحيث تكون المياه غنية بالمواد المغذية محاطة جزئياً بالمادة
العضوية المتعفنة لتقوم البكتيريا بتحويلها إلى ميثان. مع وجود تركيب الضغط والحرارة المناسبين، تنحصر جزيئات
الميثان هذه لاحقاً في أقفاص بلورية ثلجية، وتشكل تراكمات تحت البحر من هيدرات الغاز. تم تحديد تراكمات
كبيرة تحت البحر بعيداً عن شاطئ اليابان؛ وفي "بليك ريدج" في الساحل الشرقي في
الولايات المتحدة الأمريكية؛ وبعيداً عن الحافة القارية لشلال "فانكوفر"،
وفي كولومبيا البريطانية، وكندا، وبعيداً عن شاطئ نيوزلندا.
توجد هيدرات الغاز أيضاً قريبة من سطح الأرض في المناطق دائمة التجمد بسبب
درجات الحرارة المنخفضة السائدة. تم العثور على تراكمات لهيدرات الغاز في
المناطق. دائمة التجمد في غرب سيبيريا وفي المنحدر الشمالي لألاسكا.
تعرف هيدرات الغاز (بالنقط البيضاء) ويستدل على وجودها (بالنقط السوداء).
برعاية "كيث كيفينفولدن"، الولايات المتحدة الأمريكية. المسح الجيولوجي.
ملاحظة: الدليل على جزء صغير فقط من هذه المواقع المحتوية على تراكم
الهيدرات يأتي من أخذ العينات المباشر لمادة الهيدرات. يستدل على معظم
الأدلة من معلومات أخرى، مثل
البيانات من الانعكاسات الزلزالية والقياسات البعيدة التي تتم بإنزال أدوات في الثقوب المحفورة.
كما ترى، على الرغم من أنه يبدو أن هناك احتياطياً واسعاً من هيدرات الغاز
في العديد من الأماكن حول العالم، فإن كل التراكمات تكون بالأحرى في بيئات
غريبة. أي أنها، تقع في أماكن لا يذهب إليها
الإنسان عادة ولا يستطيع العيش هناك بدون معدات خاصة وحماية.
العمل بجدّ للتجمع
إضافة إلى كونها تقع في أماكن يصعب
الحصول عليها فيها حول العالم، تعمل هيدرات الغاز بجدّ لتتجمع في عدد من الطرق
الأخرى أيضاً. حتى عندما نجدها، فإنها لا تكون مركزة جداً. بدلاً من ذلك،
تنتشر هيدرات الغاز أو تتشتت عبر مساحات
كبيرة من المادة الصلبة. أيضاً، إن عملية الاستخراج الفعلية صعبة لأن الغاز الطبيعي محصور داخل
مادة ثلجية صلبة؛ ونحتاج إلى الطاقة
لتحرير الغاز.
ولإعطاء فكرة عن مشكلة التركيز، دعنا نناقش أولاً شيئاً قد يكون مشابهاً
إلى حد ما وهو -- الذهب! تبحث شركة تنقيب الذهب عن الأماكن التي يكون فيها
مقدار الذهب في
مادة الأرض جزءاً واحداً في 100.000 أو أكثر. ويعني هذا أن على الشركة أن تعمل
على 100.000 غرام (100 كغم أو 220 باوند تقريباً) من هذا المعدن النفيس
للحصول على غرام واحد (1/30 أونصة تقريباً) من للذهب. لأن السعر الحالي
الذهب أكثر من 11 دولاراً أمريكياً للغرام الواحد، فيمكن لشركة تنقيب أن
تنفق 9 دولارات للغرام الواحد لاستخراج الذهب, وما تزال تأمل في جني
الربح.
إن ظروف الضغط والحرارة الخاصة هذه جعلت من الصعب
دراسة هيدرات الغاز. عندما يتغير الضغط ودرجة الحرارة، تصبح
مادة الهيدرات غير مستقرة وتغير شكلها. قامت برامج البحث في أعماق البحار
بالحفر والتنقيب عن الرواسب الغنية بالهيدرات وحاولت استخراج عينات لظهر
السفينة والدراسة المخبرية. عندما يتم إحضار العينات إلى السطح وتعريضها
إلى الضغط الجوي ودرجة الحرارة المحيطة، فإنه ينخفض ضغطها وتذوب. القليل
من الهيدرات الموجودة في الطبيعة قد نجت مدة كافية لتتم دراستها.
إن الضغط ودرجات الحرارة الضرورية لهيدرات
الميثان لتكون مستقرة (على اليمين) شائعة في المناطق دائمة التجمد وتحت العديد
من محيطات العالم. على سبيل المثال، إن الظروف الاعتيادية للمنحدر القاري
في شرق
أمريكا (الخط الأحمر) تسمح لهيدرات
الميثان بالتواجد في مئات الأمتار العليا للرواسب وفيها كلها، ما عدا أكثر أعماق
المياه ضحولة (على اليسار). ومع ذلك، لا تتشكل الهيدرات الصلبة إلا إذا
تجاوز تركيز غاز
الميثان ما يمكن إذابته. لأن مياه البحر لا تكون مشبعة بغاز الميثان, فلا توجد
الهيدرات في المحيط نفسه. فقط في بعض الأماكن ضمن الرواسب التي يرتفع
تركيز غاز
الميثان فيها بقدر كافٍ للسماح للهيدرات بملء الفجوات بين الحبيبات المعدنية،
وأحياناً لتعريضها كنتوءات بارزة على سطح البحر (كما يوجد في خليج
المكسيك).
إن صورة تركيز هيدرات الغاز مشابهة، لكن الناحية الاقتصادية لا تعمل
بالطريقة ذاتها. واحدة من تراكمات هيدرات الغاز الواعدة بعيداً عن ساحل
الولايات المتحدة
تحتوي على تركيز جزء واحد من
الميثان الميثان إلى 161.000 جزء من المادة الصلبة. على الرغم من أن هذا التركيز قريب من
ذلك الذي تسعى إليه شركة التنقيب للحصول على الذهب إلا أن الغرام الواحد
من الغاز الطبيعي المستخرج من معالجة 161.000غم من المادة الصلبة سيساوي
أقل من جزء من المليون من الدولار، في الأسعار الحالية! حتى ترتفع قيمة
الغاز كثيراً، أو حتى نكتشف طرقاً لاستخراج الغاز بدون تكلفة فعلية، ستبقى
هيدرات الغاز في مكانها حتى ذلك الحين.
حتى افتراض أن الكشف عن احتياطي الطاقة الواسع هذا سيكون مجدياً اقتصادياً
فيما بعد، فإن هناك صعوبات إضافية سنواجهها. لأن الغاز محصور داخل تركيب
بلوري ثلجي من المادة الصلبة تحت ضغط وحرارة منخفضة غالباً، وسنحتاج إلى
بعض أنواع الطاقة
لتحرير الغاز وإخراجه إلى السطح.
اصطلاحات :
الاحتباس الحراري: هي
ظاهرة زيادة كثافة غازات (مثل ثاني اكسيد الكربون) في الهواء الجوي، نتيجة لذلك ترتفع درجة حرارة الجو.
تأثير البيت الأخضر: غازات مثل ثاني اكسيد الكربون، بخار الماء، الميثان،
الاوزون، واكسيد النيتروجين تساهم في منع الاشعاعات الحرارية من الانطلاق
خارج الغلاف الغازي للارض
تماما كما يحدث في البيت الاخضر الزجاجي الذي يستخدم في الزراعة.
غازات البيت الاخضر:
تنقسم الى نوعين:
النوع الاول الذي يتكون في الغلاف الغازي بطريقة طبيعية، مثل: ثاني اكسيد الكربون، بخار الماء، الميثان، الاوزون، واكسيد النيتروجين.
النوع الثاني الذي يتكون بطريقة غير طبيعية بفعل الاعمال البشرية، مثل: الهيدروفلوروكربونات، البيرفلوروكربونات، و الهيكسافلورايد.
تتكون غازات البيت الاخضر وتتجمع في الغلاف الغازي لاسباب عدة منها الطبيعي
ومنها الصناعي. فمثلا غاز ثاني اكسيد الكربون يتكون في الجو بطريقة
طبيعية نتيجة حرق الاخشاب والنفايات الصلبة ومصادر الطاقة الحجرية (مثل
النفط والغاز الطبيعي والفحم). اما
الميثان فيتكون نتيجة تحلل المخلفات العضوية. وللميثان القدرة على امتصاص ما
يعادل 21 ضعف الحرارة التي يمتصها غاز ثاني اكسيد الكربون. غاز اكسيد
النيتروجين ينبعث كناتج للعمليات الصناعية والزراعية، وكناتج اساسي لحرق
المخلفات الصلبة و مصادر الطاقة الحجرية.
هذا ومن المعروف علميا ان درجة حرارة الارض التي تسمح باحتمال
الحياة على السطح هي 60° فهرينهايت، نتيجة لقيام غازات البيت الاخضر بحبس الطاقة الحرارية الواصلة من الشمس مما ساعد على تكون
الحياة في بدايات الارض، لكن الزيادة المستمرة في نسبة هذه الغازات منذ بداية
الثورة الصناعية ادت الى ارتفاع درجة الحرارة عالميا. وهذا وقد اثبتت
الدراسات انه خلال القرن الماضي ارتفعت نسبة غاز ثاني اكسيد الكربون
بنسبة 30% اما غاز
الميثان فقد زاد
بنسبة الضغف، 15% كانت الزيادة في نسبة غاز اكسيد النيتروجين. سجلت سنة 1998
اعلى درجة حرارة تاريخيا، نتيجة لذلك فان منسوب سطح البحر ارتفع
بنسبة 4-8 انشات عالميا.
ومن المتوقع ان ترتفع درجة الحرارة بمعدل °1-°4.5 خلال ال50 سنة القادمة، و
°2.2-°10 بانتهاء القرن الحالي. نتيجة لذلك ستزداد نسبة التبخير، كما
ستقل رطوبة
التربة مما سيؤثر على نوعية
الزراعة في كثير من المناطق، وستتعاظم العواصف الممطرة و يزداد ذوبان الثلوج في
الاقطاب مما سيؤدي الى ارتفاع منسوب البحر. ان كل هذه العوامل ستؤثر
بالتاكيد على نوعية الغابات والمزروعات، حيث ستزداد الانتاجية الزراعية في
المناطق المتجمدة والباردة حاليا وتنخفض في المناطق شبه المدارية نتيجة
لزيادة جفاف هذ المناطق. كما سيؤدي تغير المناخ الى زيادة في الامراض
وتنوع الآفات الزراعية
اضافة الى تغييرات في نوعية المحاصيل الزراعية ومواعيد الزرع وممارسات الحرث.
هذا بالاضافة الى التأثيرات السلبية المباشر أو الغير مباشرة على صحة
الانسان وامتداد الامراض الاستوائية والمعدية مثل: الملاريا والحمى
الصفراء والتهابات الدماغ الفيروسية الى اماكن ومناطق جديدة.
لهذه الاسباب اتفقت الدول الصناعية
الكبرى على اقامة قمة لمناقشة هذه
القضية في كيوتو اليابانية في سنة 1997، حيث وافقت اكثر من 150 دولة بالاجماع على برروتوكول تقليل انبعاث غازات
الاحتباس الحراري. وبموجب هذا البروتوكول تلتزم الدول الصناعية بتخفيض انتاجها من
هذه الغازات بمقدار 5.2% عن مستوى انتاجها لهذه الغازات في سنة 1990. وفي
هذا البروتوكول وافقت دول الاتحاد الاوروبي على خفض انتاجها بمقدار 8%،
والولايات المتحدة بمقدار 7%، اما
اليابان وكندا وهنغاريا فستقلل من انتاجها بمقدار 6% وتعهدت روسيا و اوكرانيا ونيوزيلانده على المحافظة على مستويات انتاجها من غازات
الاحتباس الحراري التي كانت تنتجها في سنة 1990. هذا وتعهدت هذه الدول على تحقيق هذه التخفيضات في الفترة بين العام
2008 وعام 2012. ورغم ان اتفاقية تغيير المناخ لم تضع اية قيود او ضوابط طوعيه
على الدول النامية الا ان عدة دراسات للبنك الدولي ومعهد المصادر العالمي
اشارت الى ان هذه الدول تقوم بمجهود ملموس وفعال لتقليل انتاج غازات
الاحتباس الحراري. وتشير
دراسة البنك الدولي ان عدد من الدول النامية وخاصة الهند والصين والمملكة
العربية السعودية والبرازيل وخلال السنين الستة الماضية قامت باتخاذ
اجراءات ملائمة ادت الى تقليل انتاج غازات
الاحتباس الحراري فيها.
في بحث علمي جديد حاول بعض
العلماء ايجاد حل من شأنه تسريع دورة غاز ثاني اكسيد الكربون الطبيعية عن
طريق حقنه في باطن الارض او في المحيطات. تقوم الفكرة اساسا على خزن غاز ثاني
اكسيد الكربون الحابس للحرارة في مكامن طبيعية بدلا من تركه يتراكم في
الطبيعة. من الممكن ضخه في تكوينات جيولوجيه تحت الارض مثل طبقات فحم لا
يمكن استخراجها او آبار النفط او الغاز الناضبة او مكامن مائية ملحية. كما
يبحث المهندسون امكانية ضخ ثاني اكسيد الكربون مباشرة في المحيطات
الجز الاول تم تابع الجز الثاني
