Урок: Роль метана в парниковом эффекте

Тема: Предельные углеводороды

1. Что такое парниковый эффект

Парниковый эффект – это процесс, в ходе которого парниковые газы поглощают инфракрасное излучение Земли и нагревают атмосферу. Рис. 1.

Рис. 1. Содержание парниковых газов в атмосфере Земли

Без парникового эффекта средняя температура поверхности Земли была бы около -19 ºС, при том что сейчас она составляет +14 ºС.

Парниковый эффект напрямую связан с природными объектами и явлениями, однако в последние столетия деятельность человека также стала вносить существенный вклад в этот процесс. Рассмотрим, каким образом один из парниковых газов метан СН₄ влияет на парниковый эффект.

В атмосферу Земли метан поступает из различных источников. Все эти источники можно разделить на два вида: антропогенные и природные.

2. Антропогенные источники метана

К антропогенным источникам метана относятся (Рис. 2):

Добыча угля. В год из угольных шахт выделяется 46 миллионов тонн метана, заключенного в угольные пласты.

Сжигание биомассы. В результате сжигания различных природных материалов, в том числе вследствие рукотворных пожаров, в атмосферу выделяется 50 миллионов тонн метана в год.

Нефтегазовая промышленность. За год в процессе добычи, транспортировки и переработки природного газа и нефти в атмосферу уходит 60 миллионов тонн метана.

Рисовые поля. Количество метана, ежегодно поднимающегося со дна затопленных рисовников, оценивается 60 (шестьюдесятью) миллионами тонн.

Свалки. Ежегодно в результате гниения свалок в атмосферу попадает 61 миллион тонн метана.

Жвачные животные. Коровы, овцы и другие жвачные животные, которых разводит человек, выделяют в атмосферу 81 миллион тонн метана за год.

Всего в результате деятельности человека в атмосферу ежегодно попадает примерно 358 миллионов тонн метана.

Рис. 2. Антропогенные источники метана

3. Природные источники метана

К природным же источникам метана относятся (Рис. 3):

Природные пожары. Их вклад в увеличение парникового эффекта – 2 миллиона тонн метана в год.

Океан. В результате жизнедеятельности его обитателей за год в атмосферу попадает 4 миллиона тонн метана.

Метан гидраты – химические (клатратные) соединения метана и воды. В природе они встречаются в виде льда с заключенным в него метаном, их можно обнаружить в вечной мерзлоте и на дне океанов. Из-за потепления океанических вод лёд тает и выделяет в атмосферу метан. Мощность этого источника составляет 5 миллионов тонн газа за год.

Лавовые и грязевые вулканы в процессе извержения ежегодно выбрасывают в атмосферу 14 миллионов тонн метана.

Термиты. В процессе переваривания съеденной целлюлозы эти насекомые выделяют в атмосферу метан в количестве 20 миллионов тонн в год.

Болота. Они ежегодно выделяют в атмосферу 100 миллионов тонн метана.

Таким образом, из природных источников в атмосферу ежегодно попадает примерно 145 миллионов тонн метана.

Рис. 3. Природные источники метана

Болота являются основным природным источником метана в атмосфере. Метан является третьим по значению парниковым газом и роль его в атмосфере Земли велика.

4. Механизм возникновения парникового эффекта

Роль метана в экологических процессах исключительно велика. Несмотря на то, что в атмосфере метан содержится в количестве около двух миллионных долей, он является третьим по вкладу в парниковый эффект газом. Поэтому в настоящее время важной задачей для многих регионов земного шара, и в том числе для России, является учет существующих источников метана.

Следует отметить, что в последние годы прогноз глобального потепления, связанный с парниковым эффектом, сменяется прогнозом наступления очередного малого ледникового периода. По-видимому, влияние Солнца на глобальные изменения земного климата превосходит все эффекты, возникающие на самой Земле.