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Faszination Physik - Teil 4 - Brennendes Eis

"Methanhydrat", korrekt wäre allerdings "Methanklathrat", denn es ist keine chemische Verbindung, wie es der Chemie-Interessierte von z.B. Chloralhydrat kennt, sondern eine Physikalische, ein Klathrat, es besteht keine chemische Verbindung zwischen Methan und Wasser. 1 mol (Mol ist eine Mengenangabe, wie "Duzend" und bezeichnet 6,022*1023 Moleküle, exakt: die Stoffmenge eines Systems, das aus ebenso vielen Einzelteilchen besteht, wie Atome in 12 Gramm Kohlenstoff-12) Methan sind von 5,75 Mol Wasser in einem Käfig eingeschlossen, so, daß es nicht entweichen kann; Methan hinter Gittern, Gittern aus Eis. Dabei liegt die Dichte des Methanhydrat bei 0,9g/cm³. Das bedeutet, daß in 1m³ Methanhydrat rund 133kg Methan enthalten sind; Methangas bei 0°C und 1atm hat eine Dichte von 0,72g/dm³, ergo wiegt 1m³ Methangas nur 0,72kg, d.h. in 1m³ Methanhydrat befindet sich ca. 185x (ich hab mit gerundeten Werten gerechnet) mehr Methan als in Methangas bei 0°C!

[QUOTE="Wiki"]Methanhydrat bildet sich aus Wasser und Methangas bei einem Druck ab circa 20 bar; dieser Druck wird ab etwa 190 Meter Wassertiefe erreicht (19 bar Wasserdruck plus 1 bar Luftdruck) und bei Temperaturen von zwei bis vier Grad Celsius.[/QUOTE]
... besser hätte ich es auch nicht ausdrücken können.

Bei Luftdruck (1 bar) zerfällt Methanhydrat langsam zu Wasser und Methan, je wärmer, desdo schneller, weshalb es brennt, wenn man es anzündet. Methanhydrat sieht übrigens wie Eis aus, also weiß, spröde, fest.

Methanhydrat kommt an sehr vielen Stellen auf der Erde in großer Menge vor; unter Wasser an den Kontinentalabhängen, in ausreichend tiefen Seen, im Permafrostboden, in Gletschern, ...
Man schätzt die auf der Erde vorkommenenden Methanhydratmengen auf 12 Billionen Tonnen und damit möglicherweise mehr als doppelt so viel Kohlenstoff gebunden wie in allen Erdöl-, Erdgas- und Kohlevorräten der Welt zusammen. (Quelle: Wiki)

Damit Methanhydrat entsteht, bedarf es natürlich Methan, welchen bei anaeroben Abbauprozessen organischen Materials von Bakterien gebildet wird, aber auch einige photoaktive Organismen können unter anaeroben Bedingungen CO2 zu Methan reduzieren.

Methan ist ein 23-30 mal (je nach Quelle) stärkeres Treibhausgas als CO2, wird aber mit einer Halbwetzeit von 8 Jahren in der Atmosphäre zu CO2 oxidiert. Dennoch können durch die gobale Erwärmung größere Mengen Methan an die Atmosphäre abgegeben werden und damit den Treibhauseffekt signifikant verstärken. Dies Geschieht durch das Abschmelzen der Gletscher, Aufschmelzen des Permafrostbodens und die Erwärmung der Seen und Ozeane aus dem verstärkten Zerfall des dort enthaltenen Methanhydrats aufgrund der höheren Temperaturen.