Cos'è un clathrate?

Un clathrate è un tipo di idrato o composto idrico, in cui le molecole di un'altra sostanza sono intrappolate all'interno di una struttura a gabbia composta da molecole d'acqua.La molecola intrappolata è di solito un gas a pressione e temperatura normali.I clathrate sono solidi simili a ghiaccio che generalmente si formano ad alte pressioni e basse temperature.Tra i più noti e più studiati c'è un idrato di metano che si verifica naturalmente in grandi depositi sotto il fondo del mare in molte parti del mondo.Questa può essere una potenziale fonte di energia, ma si preoccupa anche che un improvviso rilascio di grandi quantità di metano di clatrate, forse spinto dal riscaldamento globale, potrebbe essere disastroso.

L'unità base della maggior parte dei clatrati sia un dodecaedro composto da 20 acquaMolecole disposte per formare 12 facce pentagonali, con un centro vuoto che può essere occupato da una "molecola ospite".La struttura è essenzialmente tenuta insieme da legami idrogeno tra le molecole d'acqua, ma stabilizzata dalle molecole ospiti.Poiché il dodecahedra non può essere messo insieme per riempire tutto lo spazio disponibile, si verificano anche altre forme poliedriche, in modo che si forma un reticolo.A causa di questa variazione delle forme della gabbia e del fatto che non tutte le gabbie sono necessariamente occupate, i clatrati non possono essere somministrati formule chimiche precise.Le molecole ospiti di Clathrate possono essere gas idrocarburi, come metano o etano, ossigeno, azoto e anidride carbonica.

° melano idiato è il composto di clatralmente che ha generato il maggior interesse.Questo composto si verifica in grandi quantità in varie posizioni attorno ai bordi di tutti i continenti e nelle regioni permafrost della Siberia e dell'Alaska.È stato stimato che questi depositi costituiscano la più grande riserva di idrocarburi sul pianeta, superando di gran lunga le riserve note di carbone, petrolio e gas naturale.Si pensa che si siano formati dal metano prodotto dall'attività microbica in condizioni anaerobiche nei sedimenti appena sotto la superficie del fondo marino o sulla terra dove le temperature sono sufficientemente basse.Anche nelle regioni tropicali, le temperature del fondo marino sono abbastanza basse per la formazione di clatrati, in cui la pressione consente loro di solidificarsi a pochi gradi al di sopra del punto di congelamento. Dato le grandi quantità di metano immagazzinato in questi depositi, sono state considerate un potenziale potenzialeFonte di gas naturale.Tuttavia, potrebbero esserci gravi difficoltà tecniche coinvolte nella sua estrazione che lo rendono antieconomico.L'Unione Sovietica fece una serie di tentativi falliti di estrarre gas dai depositi di clathrate permafrost siberiano negli anni '60 e '70.Si preoccupa anche che i metodi utilizzati per rilasciare il gas intrappolato possano destabilizzare i depositi, che potrebbero potenzialmente portare a subsidenza e frane. Sebbene i depositi di clatrate possano rappresentare un'enorme risorsa energetica non sfruttata, potrebbero anche rappresentare un grave pericolo.Non sono stabili al di fuori della temperatura e delle condizioni di pressione in cui si verificano e si preoccupa che il riscaldamento globale possa renderli instabili.Ciò rappresenta una doppia minaccia. In primo luogo, lo scioglimento del ghiaccio clatrato miscelato con sedimenti ai bordi continentali potrebbe provocare enormi frane e conseguenti tsunami.Ci sono prove del passato geologico relativamente recente che ciò potrebbe essere accaduto al largo della costa della Norvegia.In secondo luogo, il metano è un potente gas "serra" che intrappola il calore nell'atmosfera in misura ancora maggiore rispetto all'anidride carbonica.L'improvvisa rilascio di enormi quantità di questo gas potrebbe accelerare il riscaldamento globale, che a sua volta potrebbe causare ulteriore destabilizzazione.Ancora una volta, ci sono prove geologiche che ciò potrebbe essere accaduto in passato attraverso processi naturali e, a partire dal 2011, particolare preoccupazione per il metano idrato nei depositi di permafrost.