От чего образуются газы: Газообразование в кишечнике у взрослых: причины, лечение, профилактика

Содержание

Парниковые газы - Что такое Парниковые газы?

Парниковые газы - газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и с высоким поглощением в тепловом инфракрасном диапазоне.
Подобно стеклу теплицы, газы в нашей атмосфере парниковые газы поддерживают жизнь на Земле, улавливая солнечное тепло.
Эти газы позволяют солнечным лучам согревать Землю, но предотвращают выход этого тепла из нашей атмосферы в космос.
Без естественных, улавливающих тепло газов - главным образом водяного пара, углекислого газа, метана, озона (O3) - Земля была бы слишком холодной (-18оC), чтобы поддерживать жизнь.
Опасность заключается в быстром увеличении количества углекислого газа и других парниковых газов, которые усиливают этот естественный парниковый эффект.
В течение 1000 - летий мировое снабжение углеродом было стабильным, поскольку естественные процессы удаляли столько углерода, сколько они выделяли.
Ныне баланс нарушен по многим причинам:
  • сжигание ископаемого топлива, 
  • вырубка лесов, 
  • интенсивное сельское хозяйство.
Это приводит к стремительному накоплению парниковых газов, в основном углекислого газа.
Сегодня в атмосфере содержится на 42% больше CO2, чем в начале индустриальной эры.
Уровни метана (CH₄) и углекислого газа сейчас экстремально высокий за полмиллиона лет.
Киотский протокол охватывает 6 парниковых газов:
  • углекислый газ,
  • метан,
  • закись азота (N2O),
  • гидрофторуглероды,
  • перфторуглероды,
  • гексафторид серы (SF6).
Из этих 6 газов 3 имеют первостепенное значение, поскольку они тесно связаны с деятельностью человека.

Двуокись углерода является основной причиной изменения климата, особенно в результате сжигания ископаемого топлива.
Метан образуется естественным путем, когда растительность сжигается, переваривается или гниет без присутствия кислорода. Большое количество метана выбрасывается скотоводством, свалками, рисоводством, добычей нефти и природного газа.
Бурение на нефть и газ и гидроразрыв пласта (ГРП) являются основными источниками загрязнения метаном из-за утечек из поврежденного или неправильно установленного оборудования и преднамеренного выброса газа.

Закись азота, выделяемая химическими удобрениями и сжиганием ископаемого топлива, обладает потенциалом глобального потепления, в 310 раз превышающим потенциал углекислого газа.
Нарушая атмосферный баланс, который поддерживает климат, мы теперь наблюдаем экстремальные последствия по всему земному шару.
Климат меняется, и становится теплее.
Экстремальные погодные явления также становятся более распространенными.
Эти эффекты уже оказывают существенное влияние на экосистемы, экономику и сообщества.

Проблема в том, что человечеству кажется эта проблема чем-то далеким.
При нынешних скоростях роста выбросов температура может увеличиться на 2 °C, которые Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC) ООН определила в качестве верхнего предела, чтобы избежать опасных уровней, уже к 2036 г.
Но бизнес и прибыль - гораздо ближе.
Разговоры о декарбонизации экономики сразу прекращаются во время кризисов.

Добывающие страны неистово увеличивают добычу нефти и газа.
Во главе этого процесса идут власти США, которые не участвуют в Венском соглашении ОПЕК+ по сокращению добычи нефти.
Но даже Венское соглашение во главу угла ставит не декарбонизацию экономики, а ребалансировку мирового рынка нефти с целью удержания равновесной цены на нефть в диапазоне 60-70 долл США/баррель.

Экологи считают, что ценообразование на углеродные энергоносители является наиболее эффективным способом уменьшения углеродного загрязнения, которое меняет наш климат.
Чем больше кто-то загрязняет, тем больше он должен платить.
Цена на углерод делает загрязнение более дорогим, а решения, такие как экологически чистая энергия и электромобили, более доступными.
Но на практике рекомендации экологов не выполняются.

Симет – метеоризму действенный ответ!

01.11.2018

Симет – метеоризму действенный ответ!

В кишечнике человека в результате расщепления пищи образуются газы, объем которых и периодичность их высвобождения носит индивидуальный характер. Многие из нас испытывали чувство переполнения и вздутие живота, дискомфорт из-за избыточного газообразования, одним словом сталкивались с метеоризмом.

Метеоризм – избыточное скопление газов или повышенное газообразование в желудочно-кишечном тракте, которое проявляется вздутием живота, чувством переполнения.

Причины метеоризма

Содержание газов в кишечнике у здорового человека значительно увеличивается при употреблении пищи, вызывающей процессы брожения и как следствие повышенное газообразование (капуста, бобовые, хлебобулочные изделия, сильногазированные напитки, молоко – если есть непереносимость лактозы)

Метеоризм может быть признаком дефицита пищеварительных ферментов, нарушения всасывания и (или) . моторики кишечника, а также таких заболеваний, как дисбактериоз кишечника, кишечных инфекций.

Как помочь организму при метеоризме?

Для устранения вздутия живота в первую очередь, необходимо лечить вызвавшее его заболевание. Кроме того, важно исключить из рациона продукты питания, упомянутые выше. Сбалансированное питание является прекрасной профилактикой метеоризма и избыточного скопления газов в кишечнике. Однако не всегда диета может быстро и эффективно помочь в решении этой проблемы.

Фармацевтическое предприятие «Минскинтеркапс» производит лекарственное средство «Симет» в мягких желатиновых капсулах в дозировках 40 мг и 80 мг для лечения симптомов избыточного газообразования.
Активным веществом Симета является симетикон, который схлопывает пузырьки газа в кишечнике, эффективно устраняя избыточное скопление газов. При прохождении через кишечник симетикон не всасывается. Симет может применяться у взрослых и детей старше 6 лет.

Когда и как принимать «Симет»?

• Для симптоматического лечения нарушений со стороны желудочно-кишечного тракта, как вздутие живота, вызванных повышенным газообразованием или избыточным скоплением газов ( вздутие живота, чувство переполнения) принимают 2 капсулы 40 мг или 1 капсулу 80 мг 3-4 раза

в сутки до устранения жалоб.
• Для подготовки к проведению диагностических исследований брюшной полости (рентгенография, УЗИ) принимают за сутки до проведения исследования 2 капсулы 40 мг 3 раза в день или 1 капсула 80 мг 3 раза в день; в день проведения исследования – 2 капсулы 40 мг или 1 капсула 80 мг.

СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СИМЕТА ПРОИЗВОДИТСЯ И ЗАКУПАЕТСЯ в ГЕРМАНИИ

Имеются медицинские противопоказания к применению и побочные действия. В случае беременности или кормления грудью, а также при наличии возможной или планируемой беременности, перед приемом препарата обращайтесь за консультацией к врачу. 

ПЕРЕД ПРИМЕНИЕМ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА ОЗНАКОМЬТЕСЬ С ИНСТРУКЦИЕЙ


Продукция по теме:  Симет 40 мг

Статья 19.

Классификация взрывоопасных зон / КонсультантПлюс

1. В зависимости от частоты и длительности присутствия взрывоопасной смеси взрывоопасные зоны подразделяются на следующие классы:

1) 0-й класс - зоны, в которых взрывоопасная смесь газов или паров жидкостей с воздухом присутствует постоянно или хотя бы в течение одного часа;

(в ред. Федерального закона от 10.07.2012 N 117-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

2) 1-й класс - зоны, в которых при нормальном режиме работы оборудования выделяются горючие газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей, образующие с воздухом взрывоопасные смеси;

(в ред. Федерального закона от 10.07.2012 N 117-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

3) 2-й класс - зоны, в которых при нормальном режиме работы оборудования не образуются взрывоопасные смеси газов или паров жидкостей с воздухом, но возможно образование такой взрывоопасной смеси газов или паров жидкостей с воздухом только в результате аварии или повреждения технологического оборудования;

(п. 3 в ред. Федерального закона от 10.07.2012 N 117-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

4) 20-й класс - зоны, в которых взрывоопасные смеси горючей пыли с воздухом имеют нижний концентрационный предел распространения пламени менее 65 граммов на кубический метр и присутствуют постоянно;

(в ред. Федерального закона от 29.07.2017 N 244-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

5) 21-й класс - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр;

6) 22-й класс - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования не образуются взрывоопасные смеси горючих пылей или волокон с воздухом при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр, но возможно образование такой взрывоопасной смеси горючих пылей или волокон с воздухом только в результате аварии или повреждения технологического оборудования.

2. Методы определения классификационных показателей взрывоопасной зоны устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.

Открыть полный текст документа

TS.2.1 Парниковые газы - ДО4 WGI Техническое резюме

Рабочей группой I - Физическая научная основа

Доминирующий фактор в радиационном воздействии на климат в индустриальную эпоху – это повышающаяся концентрация различных парниковых газов в атмосфере. Некоторые из основных парниковых газов образуются естественным путем, но повышение их концентрации в атмосфере за последние 250 лет вызвано в значительной степени деятельностью человека. Некоторые другие парниковые газы полностью являются результатом деятельности человека. Вклад каждого парникового газа в радиационное воздействие за конкретный период времени определяется изменением его концентрации в атмосфере за этот период и эффективной ролью газа в нарушении радиационного баланса. Нынешние концентрации в атмосфере разнообразных парниковых газов, рассмотренных в этом докладе, различаются между собой более чем на восемь порядков величины (на 108), а их радиационная эффективность – более чем на четыре порядка величины (на 104), что отражает колоссальное разнообразие их свойств и происхождения.

Текущая концентрация того или иного парникового газа в атмосфере – это конечный результат истории выбросов этого газа и удаления его из атмосферы. Газы и аэрозоли, рассмотренные здесь, испускаются в атмосферу в ходе деятельности человека или образуются из прекурсоров, выброшенных в атмосферу. Эти выбросы компенсируются процессами химического и физического удаления. За важным исключением углекислого газа (CO2), эти процессы ежегодно удаляют конкретную долю количества газа из атмосферы, и величина, обратная скорости этого удаления, дает среднее время жизни этого газа. В некоторых случаях скорость удаления может изменяться в зависимости от концентрации газа или других свойств атмосферы (например, температуры или фоновых химических условий).

Долгоживущие парниковые газы (ДЖПГ), например, CO2, метан (CH4) и закись азота (N2O), химически стабильны и сохраняются в атмосфере от десяти лет до нескольких столетий и дольше, поэтому из выбросы оказывают долговременное воздействие на климат. Поскольку эти газы долгоживущие, они хорошо перемешиваются во всей атмосфере гораздо быстрее, чем удаляются, и их глобальные концентрации можно точно оценить по данным из нескольких мест. Углекислый газ не имеет конкретного времени жизни, так как он непрерывно циклически движется между атмосферой, океанами и биосферой суши, и для его полного удаления из атмосферы требуется целый ряд процессов с разными временными масштабами.

Короткоживущие газы (например, сернистый газ и угарный газ) – химически активные вещества, которые удаляются, как правило, процессами естественного окисления в атмосфере, путем удаления на поверхности или вымывания осадками; их концентрации поэтому крайне непостоянны. Озон – важный парниковый газ, который образуется и разрушается вследствие химических реакций с участием других составляющих атмосферы. В тропосфере влияние человека на озон осуществляется в основном через изменения в газах-прекурсорах, которые ведут к образованию озона, тогда как в стратосфере влияние человека идет в основном через изменения скорости удаления озона из-за хлорфторуглеродов (ХФУ) и других озоноразрушающих веществ.

Соблюдение мер безопасности в погребе при закладке урожая на хранение » Официальный сайт Администрации Березовского городского округа Кемеровской области

Как правильно оборудовать погреб?
Подготовку погреба начинать сразу же после выгрузки последних овощей и картофеля, но не позднее, чем за месяц до уборки нового урожая. Убирают остатки овощей, выметают землю и сор из закромов. Все это нужно вывести подальше от мест хранения или закопать глубоко в яму, чтобы не разносить инфекцию, долгое время сохраняющуюся в старых овощах и мусоре.
Погреб открывают настежь, если вход снабжен решетчатой крышкой – её закрывают. Задача - хорошо просушить помещение. Сушат погреб в течение не менее одной недели, а лучше – две недели в сухую погоду. За такое время сырость из погреба выветрится, а плесень и грибок погибнут из-за сухости.
Съемные полки поднимаются вверх и моются с мылом и кальцинированной содой, тщательно просушиваются и оставляют сушиться в проветриваемом помещении или на солнце.
Если завелись грызуны, их следует истребить, используя капканы, мышеловки, отравленные приманки. Норы можно цементировать, забивать жестью, битым стеклом.
Некоторые люди для дезинфекции погреба и для уничтожения грызунов применяют часто различные химические вещества. Необходимо всегда четко соблюдать инструкции по их применению во избежания несчастных случаев.
И всегда перед спуском и после каждой процедуры необходимо тщательно проветривать погреб.

Что чаще всего приводит к трагическим последствиям?
Часто к несчастным случаям приводят накопленные ядовитые газы в погребах. Они могут образоваться и накапливаться при неправильном использовании дезинфицирующих средств и при сжигании трав и различных веществ, которые владельцы погребов используют для обеззараживания от насекомых и грызунов. Большую опасность может таить в себе старый картофель и другие овощи, которые начинают портиться к лету: процесс гниения сопровождается выделением опасных для жизни веществ. Люди об этом часто забывают. Ядовитые газы тяжелее воздуха и накапливаются в нижних отделах погреба. Поэтому обязательно должна быть приточно-вытяжная система вентиляции.
Приточная труба подает уличный воздух в хранилище, опускаясь почти до пола. Вытяжная труба находится в противоположной части погреба (вровень с потолком). С помощью вентиляции удаляются лишняя влага и другие продукты жизнедеятельности овощей, происходит охлаждение продукции осенью. В ходе подготовки хранилища вентиляционные трубы всегда необходимо очищать, ремонтировать, проверять их рабочие функции. Активность вентилирования зависит во многом от диаметра труб, он должен быть не менее 12 сантиметров при площади 20 кв. м.

Как определить наличие газов в погребах и какие меры предосторожности соблюдать?
Почувствовать ядовитое вещество и его мгновенное воздействие на организм практически невозможно. Угарный газ незаметен - у него нет ни запаха, ни цвета. Владельцам погребов следует помнить, что даже небольшая концентрация угарного газа в воздухе (до 10%) является опасной для человека. Поэтому перед тем как спуститься в погреб, обязательно следует проверить, есть ли там кислород, не накопились ли там газы? Существует простой способ узнать это: зажечь свечу и опустить её в погреб в ведре. Если огонь погас, значит, кислорода в помещении нет, там накопились токсичные вещества. В этом случае требуется дополнительное проветривание.
Проводить работы по подготовке и ремонту погребов и в глубоких ямах в одиночку не следует. Лучше это делать вдвоем, причем один человек должен постоянно находиться снаружи и беспрерывно общаться с тем, кто внизу.
Спускаясь вниз, нужно обвязаться веревкой, другой её конец должен быть наверху, у страхующего. Тогда при необходимости помощнику (страхующему) можно будет подать сигнал, и у него будет возможность оказать помощь пострадавшему.
Такие же меры предосторожности и правила техники безопасности всегда необходимо строго соблюдать при спуске людей в колодцы, различные глубокие ямы, силосные башни и овощехранилища.

Какие признаки отравления и что нужно делать?
При отравлении сначала появляется легкая слабость, головокружение, а потом человек теряет сознание. При этом силы покидают пострадавшего довольно быстро и подняться наверх самостоятельно он уже не может.
Если появятся небольшие признаки отравления: тошнота, головокружение, шум в ушах, надо немедленно покинуть погреб и выйти на свежий воздух.
Также необходимо помнить, что если с кем-то из близких или соседей случилась беда, не надо бросаться на помощь, не позаботившись о собственной безопасности. Надо обвязаться веревкой перед спуском и должен кто-нибудь обязательно подстраховать наверху, т.к. было много случаев, когда приходилось поднимать из погреба тела сразу нескольких человек с тяжелым отравлением. Как выяснялось позже, каждый спускался без страховки вниз, чтобы помочь потерявшему сознание родственнику или знакомому.

Какую помощь можно оказать пострадавшим до приезда врачей?
Сразу после появления первых признаков отравления следует вынести пострадавшего на свежий воздух, расстегнуть верхние пуговицы рубашки, ослабить брючной ремень. Вызвать скорую помощь. Дать понюхать вату, смоченную нашатырным спиртом.
В том случае, если пострадавший без сознания, нужно немедленно провести закрытый массаж сердца вместе с искусственным дыханием до прихода человека в сознание или же до приезда скорой помощи.
Выполнение простейших правил безопасности не представляет особой сложности, однако позволит сохранить вам здоровье и жизнь, и жизнь ваших близких. Будьте внимательны и аккуратны!

Эспумизан ® - Ох уж эти пузырьки и газы

С метеоризмом, так или иначе, приходится сталкиваться каждому. Плачут от газиков грудные малыши, жалуются на боли в животе дети, мучительно краснеют и стыдятся неловкости взрослые... Откуда же берется «лишний» воздух в кишечнике?

У здорового человека по кишечнику проходит более 3 литров газа за сутки, с каждым глотком в желудочно-кишечный тракт вместе с едой попадает около 2-3 мл воздуха. К этому воздуху добавляется газ, который образуется в желудке в результате воздействия желудочного сока, в основе которого лежит соляная кислота, на некоторые продукты питания и напитки. Вырабатывают газы и бактерии, живущие в кишечнике. И вся эта газовая смесь у здорового человека всасывается через стенку кишечника в кровь или, в меньшей степени, выходит вместе с каловыми массами.

Состав газовой смеси, которая выделяется через прямую кишку, может быть очень разным. Это зависит от индивидуальных особенностей человека и от состава кишечной микрофлоры. Основу смеси составляет, обычно, азот, который не всасывается в кишечнике. Кроме него, там присутствует кислород, углекислый газ, водород и метан. Неприятный запах кишечным газам придают индол, скатол, аммиак, фенолы, соединения сероводорода и другие вещества, образующиеся в процессе пищеварения в толстой кишке.

В желудочно-кишечном тракте газы находятся в виде своеобразной пены, покрытой слоем слизи, что позволяет им двигаться по кишечнику.

Газовая атака

Если газов образуется слишком много или нарушен процесс их всасывания и продвижения по кишечнику, возникает метеоризм. Это болезненный синдром может появляться при:


  • аэрофагии, избыточном заглатывании воздуха. Разговоры во время еды, слишком быстрое поглощение пищи, нервное расстройство (истерия), при котором человек заглатывает ртом воздух и т. д.
  • нарушении процессов пищеварения в кишечнике. Как правило, это сопутствует практически любому гастроэнтерологическому заболеванию
  • замедлении продвижения пищи по кишечнику. Это может быть результатом незрелости пищеварительного тракта, нарушения регуляции кишечника и т. д.

И это лишь небольшая часть состояний, которые могут сопровождаться метеоризмом.

Избыточное газообразование в кишечнике проявляется всегда одинаково: вздутие живота, урчание и боли, неконтролируемое отхождение газов. Боль при метеоризме может быть как постоянно тянущей, так и острой, спастической. Она возникает в результате перерастяжения стенки кишечника и повышения внутрикишечного давления. Раздувающие кишечник газы нарушают перистальтику, в результате часть кишечника получается растянутой, а другая – спазмированной. Это усиливает боль и провоцирует урчание, которое возникает при ускоренном прохождении пищи и газов по суженному (спазмированному) участку кишечника.

«Почему же таблетки не помогают?»

Боль и вздутие живота – не единственные проблемы, которые несет с собой избыток газов в кишечнике.

Густая пена из пузырьков «залепляет» слизистую оболочку кишечника. В результате нарушаются процессы пищеварения, ведь пища не может «прорваться» через пенный барьер и всосаться. Это усиливает газообразование – и ни одно средство не может разорвать этот замкнутый порочный круг, потому что из-за пены, покрывающей кишечник, лекарства оказываются в «мертвой зоне». Они, как и пища, не могут в достаточной мере всосаться и начать действовать. Поэтому первое, с чего нужно начинать лечение метеоризма – это избавление от лишнего газа. Для этого используются специальные препараты: пеногасители, например, Эспумизан®

Л.И. Буторова. Синдром избыточного газообразования при заболеваниях желудочно-кишечного тракта// Журнал "Поликлиника" №5 2011 с.30-33

Парниковый эффект: что надо знать о влиянии парниковых газов на Землю

Углекислый газ (CO2) — считается важнейшим парниковым газом антропогенного происхождения. Углекислый газ возникает и естественным путем при круговороте углерода, но именно человек увеличил его концентрацию в атмосфере на 47% с момента индустриальной революции. [1]

Метан (CH4) — по своему парниковому эффекту метан считается даже сильнее, чем углекислый газ, но в атмосфере его заметно меньше. Естественные источники — болота и термитники. Антропогенное происхождение — свалки, сельское хозяйство, добыча угля и природного газа.

Закись азота (N2O) образуется при сжигании твердых отходов и ископаемого топлива. Значительная часть N2O идет от сельского хозяйства.

Синтетические химические вещества, например, гидрофторуглероды, галогенированные углеводороды, гексафторид серы и другие синтетические газы. Основной источник — это химическая промышленность.

Озон (O3) — естественным образом встречается в стратосфере и тропосфере Земли и не вызывает значительного парникового эффекта. [2]

Водяной пар — по объему занимает первое место среди всех парниковых газов, однако прямые выбросы водяного пара влияют на парниковый эффект наименьшим образом. [3]

Сам по себе парниковый эффект — благо для нас, так как без него не было бы жизни на Земле. Если представить, что его не существует, средняя температура на Земле составляла бы -18℃, то есть реки и океаны всегда были бы замерзшими и нигде не росли растения. С его же помощью на нашей планете средняя температура достигает +15℃. [4]

Самый сильный парниковый эффект в Солнечной системе существует на Венере. Атмосфера планеты практически полностью состоит из углекислого газа, поэтому температура на поверхности Венеры достигает 475℃.

Объяснение природного газа - Управление энергетической информации США (EIA)

Что такое природный газ?

Природный газ - это ископаемый источник энергии, который образовался глубоко под поверхностью земли. Природный газ содержит множество различных соединений. Самый крупный компонент природного газа - это метан, соединение с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода (Ch5). Природный газ также содержит меньшие количества сжиженного природного газа (ШФЛУ, который также является сжиженным углеводородным газом) и неуглеводородных газов, таких как диоксид углерода и водяной пар.Мы используем природный газ в качестве топлива и для производства материалов и химикатов.

Как образовался природный газ?

От миллионов до сотен миллионов лет назад и за длительные периоды времени останки растений и животных (например, диатомовых водорослей) образовали толстые слои на поверхности земли и на дне океана, иногда смешанные с песком, илом и карбонатом кальция. . Со временем эти слои оказались погребенными под песком, илом и камнями. Давление и тепло превратили часть этого богатого углеродом и водородом материала в уголь, часть в нефть (нефть), а часть в природный газ.

Где находится природный газ?

В некоторых местах природный газ проникал в большие трещины и промежутки между слоями вышележащих пород. Природный газ, обнаруженный в этих типах пластов, иногда называют обычным природным газом . В других местах природный газ находится в крошечных порах (пространствах) в некоторых формациях из сланца, песчаника и других типов осадочных пород. Этот природный газ упоминается как сланцевый газ или плотный газ , а иногда его называют нетрадиционным природным газом .Природный газ также встречается с месторождениями сырой нефти, и этот природный газ называется попутный природный газ . Залежи природного газа находятся на суше, а некоторые находятся на шельфе и глубоко под дном океана. Тип природного газа, обнаруженного в угольных месторождениях, называется метаном угольных пластов .

Источник: адаптировано из информационного бюллетеня Геологической службы США 0113-01 (общественное достояние)

Нажмите для увеличения

Операторы готовят отверстие для зарядов взрывчатого вещества, используемых при сейсморазведке

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Как мы находим природный газ?

Поиск природного газа начинается с геологов, изучающих структуру и процессы на Земле.Они определяют типы геологических формаций, которые могут содержать залежи природного газа.

Геологи часто используют сейсмические исследования на суше и в океане, чтобы найти подходящие места для бурения скважин на природный газ и нефть. Сейсмические исследования создают и измеряют сейсмические волны в земле, чтобы получить информацию о геологии горных пород. Для сейсморазведки на суше можно использовать самосвал , который имеет вибрирующую подушку, которая ударяет по земле для создания сейсмических волн в подстилающей породе.Иногда используются небольшие количества взрывчатки. Сейсмические исследования, проводимые в океане, используют взрывы звука, которые создают звуковые волны, чтобы исследовать геологию под дном океана.

Если результаты сейсморазведки показывают, что на участке есть потенциал для добычи природного газа, проводится бурение и испытания разведочной скважины. Результаты теста предоставляют информацию о качестве и количестве природного газа, доступного в ресурсе.

Бурение скважин на природный газ и добыча природного газа

Если результаты испытательной скважины показывают, что геологическая формация имеет достаточно природного газа для добычи и получения прибыли, пробурены одна или несколько эксплуатационных (или эксплуатационных) скважин.Скважины природного газа могут быть пробурены вертикально и горизонтально в пластах, содержащих природный газ. В традиционных месторождениях природного газа природный газ обычно легко течет вверх через скважины на поверхность.

В США и некоторых других странах природный газ добывается из сланцев и других типов осадочных горных пород путем вытеснения воды, химикатов и песка в скважину под высоким давлением. Этот процесс, называемый гидроразрывом или гидроразрывом , и иногда называемый нетрадиционной добычей, разрушает пласт, высвобождает природный газ из породы и позволяет природному газу течь к скважинам и подниматься на поверхность.В верхней части скважины на поверхности природный газ подается в сборные трубопроводы и направляется на заводы по переработке природного газа.

Поскольку природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса, компании, работающие в сфере природного газа, добавляют меркаптан в природный газ, чтобы придать ему отчетливый и неприятный запах, чтобы помочь обнаружить утечки в трубопроводах природного газа. Меркаптан - безвредное химическое вещество, пахнущее тухлыми яйцами.

Переработка природного газа для продажи и потребления

Природный газ, забираемый из скважин природного газа или сырой нефти, называется влажным природным газом , потому что, наряду с метаном, он обычно содержит ШФЛУ - этан, пропан, бутаны и пентаны - и водяной пар.Устьевой природный газ может также содержать неуглеводороды, такие как сера, гелий, азот, сероводород и диоксид углерода, большая часть которых должна быть удалена из природного газа перед его продажей потребителям.

Из устья скважины природный газ направляется на перерабатывающие предприятия, где удаляются водяной пар и неуглеводородные соединения, а ШФЛУ отделяется от влажного газа и продается отдельно. Некоторое количество этана часто остается в обработанном природном газе. Отделенный ШФЛУ называется сжиженным газом завода по производству природного газа (NGPL), а переработанный природный газ называется сухой , потребительского качества или трубопроводного качества природным газом.Часть устьевого природного газа достаточно сухая и без обработки удовлетворяет стандартам трубопроводной транспортировки. Химические вещества, называемые одорантами, добавляются в природный газ, чтобы можно было обнаружить утечки в газопроводах. Сухой природный газ по трубопроводам направляется в подземные хранилища или в распределительные компании, а затем потребителям.

В местах, где нет трубопроводов природного газа для отвода попутного природного газа, добытого из нефтяных скважин, природный газ может быть повторно закачан в нефтеносный пласт, либо его можно сбросить или сжечь (сжигать на факеле).Повторная закачка нерыночного природного газа может помочь поддерживать давление в нефтяных скважинах для увеличения добычи нефти.

Метан из угольных пластов может быть извлечен из угольных месторождений до или во время добычи угля, и его можно добавлять в трубопроводы природного газа без какой-либо специальной обработки.

Большая часть природного газа, потребляемого в Соединенных Штатах, производится в Соединенных Штатах. Часть природного газа импортируется по трубопроводам из Канады и Мексики. Небольшое количество природного газа также импортируется в виде сжиженного природного газа.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Как образуется природный газ

После образования природного газа его судьба зависит от двух критических характеристик окружающей породы: пористости и проницаемости. Пористость относится к количеству пустого пространства, содержащегося в зернах породы. Высокопористые породы, такие как песчаники, обычно имеют пористость от 5 до 25 процентов, что дает им большое пространство для хранения жидкостей, таких как нефть, вода и газ.Проницаемость - это мера степени взаимосвязи поровых пространств в породе. Порода с высокой проницаемостью позволит газу и жидкостям легко проходить через породу, в то время как порода с низкой проницаемостью не позволит флюидам проходить через них.

После образования природного газа он будет подниматься к поверхности через поровые пространства в породе из-за его низкой плотности по сравнению с окружающей породой. Большинство залежей природного газа, которые мы находим сегодня, возникают там, где газ мигрировал в высокопористую и проницаемую породу под непроницаемым слоем покрывающей породы, попадая в ловушку, прежде чем он мог достичь поверхности и уйти в атмосферу.

Есть две основные категории месторождений природного газа: традиционные и нетрадиционные. Обычные месторождения природного газа обычно встречаются в сочетании с нефтяными коллекторами, где газ либо смешивается с нефтью, либо плавно плавает на поверхности, в то время как нетрадиционные месторождения включают такие источники, как сланцевый газ, плотный газовый песчаник и метан угольных пластов.

Ресурсы и запасы природного газа США

Соединенные Штаты обладают значительными ресурсами природного газа, а новые открытия и достижения в области бурения привели к резкому увеличению оценок их размера за последние несколько лет.В 2009 году Управление энергетической информации США (EIA) подсчитало, что в США имеется 2203 триллиона кубических футов природного газа, который можно извлечь с помощью современных технологий.

Традиционные ресурсы составляют 46 процентов (1 009 триллионов кубических футов) от общей ресурсной базы, в то время как остальная часть включает нетрадиционные ресурсы природного газа, такие как газ плотных пород, сланцевый газ и метан угольных пластов. Из общих ресурсов газа США 273 триллиона кубических футов газа классифицируются как «запасы», которые могут быть извлечены в текущих экономических и эксплуатационных условиях [1].

По состоянию на 2012 год самые большие известные запасы газа в мире находятся в России, запасы которой в пять раз превышают запасы США [2]. Иран и Катар имеют в четыре и три раза больше газа, чем США, соответственно, а значительные запасы также имеются в Саудовской Аравии, Туркменистане, Объединенных Арабских Эмиратах, Нигерии и Венесуэле. Общие мировые запасы природного газа оцениваются в 6 707 триллионов кубических футов [3].

Разведка и добыча традиционных ресурсов природного газа

Возможные месторождения природного газа могут быть обнаружены с помощью методов сейсмических испытаний, аналогичных тем, которые используются при разведке нефти.В таких испытаниях разведчики газа используют сейсмические грузовики или более совершенные трехмерные инструменты, которые включают в себя установку серии небольших зарядов у поверхности Земли для генерации сейсмических волн на глубине тысяч футов под землей в нижележащих скальных образованиях.

Измеряя время прохождения этих волн через Землю с помощью акустических приемников, известных как «геофоны», геофизики могут построить картину подземной структуры и идентифицировать потенциальные месторождения газа. Однако, чтобы проверить, действительно ли горная порода содержит экономически извлекаемые количества природного газа или других углеводородов, необходимо пробурить разведочную скважину.

После определения жизнеспособности участка бурят вертикальные скважины, чтобы проникнуть в вышележащую непроницаемую покрывающую породу и достичь коллектора. Затем естественная плавучесть выводит газ на поверхность, где его можно обработать и отправить в дома.

Артикул:

[1] Управление энергетической информации. 2012. Ежегодный энергетический обзор. Таблица 4.1 Оценка технически извлекаемых ресурсов сырой нефти и природного газа, 2009 г.

[2, 3] Управление энергетической информации.2012. Международная энергетическая статистика. Доказанные запасы природного газа.

Природный газ | Национальное географическое общество

Природный газ - это ископаемое топливо. Как и другие ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, природный газ образуется из растений, животных и микроорганизмов, которые жили миллионы лет назад.

Существует несколько различных теорий, объясняющих, как образуются ископаемые виды топлива. Наиболее распространенная теория заключается в том, что они образуются под землей в интенсивных условиях. По мере разложения растений, животных и микроорганизмов они постепенно покрываются слоями почвы, отложений, а иногда и горных пород.За миллионы лет органическое вещество сжимается. По мере того, как органическое вещество продвигается все глубже в земную кору, оно сталкивается с все более высокими температурами.

Сочетание сжатия и высокой температуры вызывает разрушение углеродных связей в органическом веществе. В результате этого молекулярного распада образуется термогенный метан - природный газ. Метан, вероятно, самое распространенное органическое соединение на Земле, состоит из углерода и водорода (Глава 5).

Месторождения природного газа часто находятся рядом с нефтяными месторождениями.Месторождения природного газа, расположенные близко к поверхности Земли, обычно затмеваются близлежащими месторождениями нефти. Более глубокие месторождения, образующиеся при более высоких температурах и более высоком давлении, содержат больше природного газа, чем нефти. Самые глубокие месторождения могут состоять из чистого природного газа.

Однако природный газ не обязательно должен образовываться глубоко под землей. Он также может быть образован крошечными микроорганизмами, называемыми метаногенами. Метаногены обитают в кишечнике животных (включая человека) и в районах с низким содержанием кислорода у поверхности Земли.Например, свалки заполнены разлагающимся веществом, которое метаногены распадаются на тип метана, называемый биогенным метаном. Процесс образования метаногенов в природном газе (метане) называется метаногенезом.

Хотя большая часть биогенного метана улетучивается в атмосферу, создаются новые технологии для удержания и сбора этого потенциального источника энергии.

Термогенный метан - природный газ, образующийся глубоко под поверхностью Земли - также может улетучиваться в атмосферу.Часть газа может подниматься через проницаемые вещества, такие как пористые породы, и в конечном итоге рассеиваться в атмосфере.

Однако большая часть термогенного метана, поднимающегося к поверхности, встречает геологические образования, которые слишком непроницаемы для его выхода. Эти скальные образования называются осадочными бассейнами.

Осадочные бассейны задерживают огромные резервуары природного газа. Чтобы получить доступ к этим резервуарам природного газа, в породе необходимо просверлить отверстие (иногда называемое скважиной), чтобы газ мог выйти и быть собран.

Осадочные бассейны, богатые природным газом, встречаются по всему миру. Пустыни Саудовской Аравии, влажные тропики Венесуэлы и ледяная Арктика американского штата Аляска - все это источники природного газа. В Соединенных Штатах за пределами Аляски бассейны в основном расположены вокруг штатов, граничащих с Мексиканским заливом, включая Техас и Луизиану. Недавно в северных штатах Северная Дакота, Южная Дакота и Монтана были созданы значительные сооружения для бурения осадочных бассейнов.

Типы природного газа

Природный газ, добыча которого экономична и легкодоступна, считается «традиционным». Обычный газ задерживается проницаемым материалом под непроницаемой породой.

Природный газ, обнаруженный в других геологических условиях, не всегда так просто и практично добыть. Этот газ называют «нетрадиционным». Постоянно разрабатываются новые технологии и процессы, чтобы сделать этот нетрадиционный газ более доступным и экономически выгодным.Со временем газ, считавшийся «нетрадиционным», может стать обычным.

Биогаз - это газ, который образуется при разложении органических веществ в отсутствие кислорода. Этот процесс называется анаэробным разложением и происходит на свалках или там, где разлагаются органические материалы, такие как отходы животноводства, сточные воды или побочные продукты производства.

Биогаз - это биологическое вещество, которое поступает от растений или животных, которые могут быть живыми или неживыми. Этот материал, такой как лесные остатки, можно сжигать для создания возобновляемого источника энергии.

Биогаз содержит меньше метана, чем природный газ, но его можно очищать и использовать в качестве источника энергии.

Deep Natural Gas
Deep Natural Gas - нетрадиционный газ. В то время как большинство обычных газов можно найти на глубине всего несколько тысяч метров, природный газ на глубине залегает на глубине не менее 4500 метров (15000 футов) от поверхности Земли. Бурение глубокого месторождения природного газа не всегда экономически целесообразно, хотя методы его добычи были разработаны и усовершенствованы.

Сланцы
Сланцевый газ - еще один вид нетрадиционных месторождений. Сланец - это мелкозернистая осадочная порода, не разрушающаяся в воде. Некоторые ученые говорят, что сланец настолько непроницаем, что мрамор по сравнению с ним считается «губчатым». Толстые листы этой непроницаемой породы могут «прослоить» между собой слой природного газа.

Сланцевый газ считается нетрадиционным источником из-за сложных процессов, необходимых для доступа к нему: гидроразрыва пласта (также известного как гидроразрыв) и горизонтального бурения.Фрекинг - это процедура, при которой открытая порода раскалывается струей воды под высоким давлением, а затем «подпирается» крошечными песчинками, стеклом или кремнеземом. Это позволяет газу более свободно вытекать из скважины. Горизонтальное бурение - это процесс бурения прямо в землю, а затем бурение сбоку или параллельно поверхности Земли.

Плотный газ
Плотный газ - это нетрадиционный природный газ, уловленный под землей в непроницаемой горной породе, что делает его чрезвычайно трудным для добычи.Для извлечения газа из «плотных» горных пород обычно требуются дорогие и сложные методы, такие как гидроразрыв и кислотная обработка.

Окисление аналогично гидроразрыву. Кислота (обычно соляная кислота) закачивается в скважину с природным газом. Кислота растворяет плотную породу, которая блокирует поток газа.

Метан угольных пластов
Метан угольных пластов - еще один вид нетрадиционного природного газа. Как следует из названия, метан угольных пластов обычно находится в угольных пластах, которые проходят под землей.Исторически сложилось так, что при добыче угля природный газ намеренно выбрасывался из шахты в атмосферу как отходы. Сегодня метан угольных пластов собирается и является популярным источником энергии.

Газ в зонах с избыточным давлением
Еще одним источником нетрадиционного природного газа являются зоны с избыточным давлением. Зоны с повышенным давлением составляют 3 000-7 600 метров (10 000-25 000 футов) ниже поверхности Земли.

Эти зоны образуются, когда слои глины быстро накапливаются и уплотняются поверх более пористого материала, такого как песок или ил.Поскольку природный газ вытесняется из сжатой глины, он откладывается под очень высоким давлением в песке, иле или другом абсорбирующем материале под ним.

Зоны с избыточным давлением очень трудно добывать, но они могут содержать очень большое количество природного газа. В Соединенных Штатах большинство зон с повышенным давлением обнаружено в районе побережья Мексиканского залива.

Гидраты метана
Гидраты метана - еще один вид нетрадиционного природного газа. Метаногидраты были обнаружены совсем недавно в океанских отложениях и в районах вечной мерзлоты Арктики.Гидраты метана образуются при низких температурах (около 0 ° C или 32 ° F) и под высоким давлением. При изменении условий окружающей среды в атмосферу выбрасываются гидраты метана.

По оценкам Геологической службы США (USGS), гидраты метана могут содержать в два раза больше углерода, чем весь уголь, нефть и обычный природный газ в мире вместе взятые.

В океанических отложениях на континентальном склоне образуются гидраты метана, когда бактерии и другие микроорганизмы опускаются на дно океана и разлагаются в иле.Метан, заключенный в отложениях, обладает способностью «цементировать» рыхлые отложения на месте и поддерживать стабильность континентального шельфа. Однако, если вода становится теплее, гидраты метана разрушаются. Это вызывает подводные оползни и выделяет природный газ.

В экосистемах вечной мерзлоты гидраты метана образуются при замерзании водоемов, и молекулы воды создают индивидуальные «клетки» вокруг каждой молекулы метана. Плотность газа, заключенного в замороженной решетке воды, намного выше, чем в газообразном состоянии.Когда ледяные клетки тают, метан улетучивается.

Глобальное потепление, текущий период изменения климата, влияет на высвобождение гидратов метана как из слоев вечной мерзлоты, так и из слоев океанических отложений.

В гидратах метана хранится огромное количество потенциальной энергии. Однако, поскольку это такие хрупкие геологические образования, способные разрушать и нарушать окружающие условия окружающей среды, методы их извлечения разрабатываются с особой осторожностью.

Бурение и транспортировка

Природный газ измеряется в кубических метрах или стандартных кубических футах.В 2009 году Управление энергетической информации США (EIA) подсчитало, что доказанные мировые запасы природного газа составляют около 6 289 триллионов кубических футов (триллионов кубических футов).

Большая часть запасов находится на Ближнем Востоке, 2 686 триллионов кубических футов в 2011 году, или 40 процентов от общих мировых запасов. Россия занимает второе место по размеру доказанных запасов, составив в 2011 году 1 680 трлн кубических футов. В Соединенных Штатах сосредоточено чуть более 4 процентов мировых запасов природного газа. <

Согласно EIA, общее мировое потребление сухого природного газа в 2010 году составило 112 920 миллиардов кубических футов (bcf).В том году Соединенные Штаты потребили немногим более 24 000 млрд куб. Футов - больше, чем любая другая страна.

Природный газ чаще всего добывается вертикальным бурением от поверхности Земли. При одиночном вертикальном бурении скважина ограничивается запасами газа, с которыми она сталкивается.

Гидравлический разрыв пласта, горизонтальное бурение и кислотная обработка - это процессы, позволяющие увеличить объем газа, доступного для скважины, и, таким образом, повысить ее продуктивность. Однако такая практика может иметь негативные экологические последствия.

Гидравлический разрыв пласта или гидроразрыв пласта - это процесс, при котором открытые горные породы разделяются потоками воды, химикатов и песка под высоким давлением. Песочные подпорки открывают скалы, что позволяет газу выходить и храниться или транспортироваться. Однако для гидроразрыва требуется огромное количество воды, что может радикально снизить уровень грунтовых вод в районе и отрицательно повлиять на водную среду обитания. В результате этого процесса образуются высокотоксичные и часто радиоактивные сточные воды, которые при неправильном обращении могут протекать и загрязнять подземные источники воды, используемые для питья, гигиены, промышленного и сельскохозяйственного использования.

Кроме того, гидроразрыв может вызывать микроземлетрясения. Большинство этих землетрясений слишком малы, чтобы их можно было почувствовать на поверхности, но некоторые геологи и защитники окружающей среды предупреждают, что землетрясения могут вызвать структурные повреждения зданий или подземных сетей труб и кабелей.

Из-за этих негативных воздействий на окружающую среду гидроразрыв был подвергнут критике и запрещен в некоторых регионах. В других областях гидроразрыв - это прибыльная экономическая возможность и надежный источник энергии.

Горизонтальное бурение - это способ увеличения площади скважины без создания множества дорогостоящих и экологически чистых буровых площадок.После бурения прямо с поверхности Земли бурение можно направить в сторону - горизонтально. Это увеличивает продуктивность скважины, не требуя множества буровых площадок на поверхности.

Подкисление - это процесс растворения кислотных компонентов и их помещения в скважину с природным газом, при котором растворяется порода, которая может блокировать поток газа.

После добычи природного газа его чаще всего транспортируют по трубопроводам диаметром от 2 до 60 дюймов.

В континентальной части Соединенных Штатов имеется более 210 трубопроводных систем, состоящих из 490 850 километров (305 000 миль) магистральных трубопроводов, по которым газ транспортируется во все 48 штатов. Для этой системы требуется более 1400 компрессорных станций, чтобы газ продолжал свой путь, 400 подземных хранилищ, 11000 пунктов доставки газа и 5000 пунктов приема газа.

Природный газ также можно охладить до температуры около -162 ° C (-260 ° F) и преобразовать в сжиженный природный газ или СПГ.В жидкой форме природный газ занимает лишь 1/600 объема своего газообразного состояния. Его легко хранить и транспортировать в места, где нет трубопроводов.

СПГ транспортируется на специализированном изотермическом танкере, в котором СПГ поддерживается при температуре кипения. Если какой-либо из СПГ испаряется, он сбрасывается из зоны хранения и используется для питания транспортного судна. Соединенные Штаты импортируют СПГ из других стран, включая Тринидад и Тобаго и Катар. Однако в настоящее время США наращивают производство СПГ внутри страны.

Потребление природного газа

Хотя на разработку природного газа уходит миллионы лет, его энергия использовалась только в течение последних нескольких тысяч лет. Около 500 г. до н.э. китайские инженеры использовали природный газ, выходящий из Земли, построив бамбуковые трубопроводы. Эти трубы транспортируют газ для нагрева воды. В конце 1700-х годов британские компании поставляли природный газ для освещения уличных фонарей и домов.

Сегодня природный газ используется бесчисленными способами в промышленных, коммерческих, жилых и транспортных целях.По оценкам Министерства энергетики США (DOE), природный газ может быть на 68 процентов дешевле, чем электричество.

В жилых домах природный газ наиболее часто используется для отопления и приготовления пищи. Он используется для питания бытовой техники, такой как печи, кондиционеры, обогреватели, наружное освещение, обогреватели для гаражей и сушилки для одежды.

Природный газ также используется в более крупных масштабах. В коммерческих помещениях, таких как рестораны и торговые центры, это чрезвычайно эффективный и экономичный способ питания водонагревателей, обогревателей, сушилок и плит.

Природный газ также используется для обогрева, охлаждения и приготовления пищи в промышленных условиях. Однако он также используется в различных процессах, таких как обработка отходов, пищевая промышленность и очистка металлов, камня, глины и нефти.

Природный газ также можно использовать в качестве альтернативного топлива для автомобилей, автобусов, грузовиков и других транспортных средств. В настоящее время в мире насчитывается более 5 миллионов автомобилей, работающих на природном газе (NGV), и более 150 000 автомобилей в США.

Хотя изначально газомоторные автомобили стоят дороже, чем автомобили, работающие на газе, их дешевле заправлять топливом, и они являются самыми экологически чистыми автомобилями в мире.Транспортные средства с бензиновыми и дизельными двигателями выделяют вредные и токсичные вещества, включая мышьяк, никель и оксиды азота. Напротив, газовые двигатели могут выделять незначительное количество пропана или бутана, но выделять в атмосферу на 70 процентов меньше окиси углерода.

Используя новую технологию топливных элементов, энергия природного газа также используется для производства электроэнергии. Вместо сжигания природного газа для получения энергии топливные элементы вырабатывают электричество с помощью электрохимических реакций. Эти реакции производят воду, тепло и электричество без каких-либо других побочных продуктов или выбросов.Ученые все еще исследуют этот метод производства электричества, чтобы по доступной цене применять его в электрических изделиях.

Природный газ и окружающая среда

Природный газ обычно необходимо переработать, прежде чем его можно будет использовать. При добыче природный газ может содержать множество элементов и соединений, кроме метана. Вода, этан, бутан, пропан, пентаны, сероводород, диоксид углерода, водяной пар и иногда гелий и азот могут присутствовать в скважине с природным газом.Чтобы использовать его для получения энергии, метан обрабатывается и отделяется от других компонентов. Газ, который используется для получения энергии в наших домах, представляет собой почти чистый метан.

Как и другие ископаемые виды топлива, природный газ можно сжигать для получения энергии. Фактически, это топливо с наиболее чистым сгоранием, то есть при нем выделяется очень мало побочных продуктов.

При сжигании ископаемого топлива они могут выделять (или выделять) различные элементы, соединения и твердые частицы. Уголь и нефть представляют собой ископаемое топливо с очень сложными молекулярными образованиями и содержат большое количество углерода, азота и серы.Когда они сгорают, они выделяют большое количество вредных выбросов, включая оксиды азота, диоксид серы и частицы, которые уносятся в атмосферу и способствуют загрязнению воздуха.

Напротив, метан в природном газе имеет простую молекулярную структуру: Ch5. Когда он горит, он выделяет только углекислый газ и водяной пар. Когда мы дышим, люди выдыхают те же два компонента.

Двуокись углерода и водяной пар, а также другие газы, такие как озон и закись азота, известны как парниковые газы.Увеличение количества парниковых газов в атмосфере связано с глобальным потеплением и может иметь катастрофические экологические последствия.

Хотя при сжигании природного газа по-прежнему выделяются парниковые газы, он выделяет почти на 30 процентов меньше CO2, чем нефть, и на 45 процентов меньше, чем уголь.

Безопасность

Как и при любой другой добыче, бурение на природный газ может привести к утечкам. Если буровая установка попадает в неожиданный карман с высоким давлением природного газа, или если скважина повреждена или разрывается, утечка может быть немедленно опасной.

Поскольку природный газ так быстро растворяется в воздухе, он не всегда вызывает взрыв или возгорание. Однако утечки представляют собой опасность для окружающей среды, которая также приводит к утечке грязи и масла в прилегающие районы.

Если для расширения скважины использовался гидроразрыв, химические вещества, образующиеся в результате этого процесса, могут загрязнить местные водные среды обитания и питьевую воду высокорадиоактивными материалами. Выбрасываемый в воздух неконтролируемый метан также может вынудить людей временно покинуть территорию.

Утечки также могут происходить медленно с течением времени. До 1950-х годов чугун был популярным выбором для распределительных трубопроводов, но он позволял выходить большому количеству природного газа. Чугунные трубы становятся негерметичными после долгих лет циклов замерзания-оттаивания, интенсивного движения по воздуху и нагрузок из-за естественного смещения грунта. Утечки метана из этих распределительных трубопроводов составляют более 30 процентов выбросов метана в секторе распределения природного газа США. Сегодня трубопроводы изготавливаются из различных металлов и пластмасс, чтобы уменьшить утечки.

Что в воздухе? | UCAR Center for Science Education

Три четверти всего воздуха находится в тропосфере, самом нижнем слое атмосферы Земли. Воздух - это смесь газов, большинство из которых встречаются в природе. Воздух также содержит значительное количество антропогенных загрязнителей воздуха, в том числе некоторые из них небезопасны для дыхания, а некоторые согревают климат нашей планеты. Тропосфера также содержит воду во всех трех фазах (жидкой, твердой и газовой), а также твердые частицы, называемые аэрозолями.

Сухой состав атмосферы состоит в основном из азота и кислорода. Он также содержит фракционные количества аргона и углекислого газа и следовые количества других газов, таких как гелий, неон, метан, криптон и водород (НАСА).
Кредит: UCAR

Газы

Самым распространенным природным газом является азот (N 2 ), который составляет около 78% воздуха. Кислород (O 2 ) является вторым по распространенности газом (около 21%). Инертный газ Аргон (Ar) является третьим по распространенности газом.93%. Также присутствуют следовые количества диоксида углерода (CO 2 ), неона (Ne), гелия (He), метана (CH 4 ), криптона (Kr), водорода (H 2 ), закиси азота (NO ), ксенон (Xe), озон (O 3 ), йод (I 2 ), окись углерода (CO) и аммиак (NH 3 ) в атмосфере.

Водяной пар

Из-за круговорота воды количество воды в воздухе постоянно меняется. Нижняя тропосфера может содержать до 4% водяного пара (H 2 O) в областях вблизи тропиков, в то время как полюса содержат лишь следовые количества водяного пара.Концентрация водяного пара резко уменьшается с высотой. В верхней тропосфере водяного пара значительно меньше, чем в воздухе у поверхности, в стратосфере и мезосфере почти нет водяного пара, а в термосфере его вообще нет.

Аэрозоли

Воздух также содержит крошечные твердые частицы, называемые аэрозолями, такие как пыль, морская соль и пепел от извержения вулканов или лесных пожаров. Многие из этих частиц настолько малы, что становятся микроскопическими. Остальные достаточно большие, чтобы их было видно.Аэрозоли влияют на климат, помогая формированию облаков и затеняя планету, рассеивая или поглощая солнечный свет. В прошлом веке производство и широкое использование двигателей внутреннего сгорания увеличило количество аэрозолей в атмосфере, поскольку твердые частицы выбрасываются из дымовых труб и выхлопных труб. Горящая древесина и другие материалы также добавляют частицы в воздух.

Химия атмосферы

Как и все на Земле, воздух состоит из химикатов. Химические вещества в воздухе часто соединяются друг с другом или с другими химическими веществами с поверхности Земли в результате химических реакций.Многие из этих химических реакций помогают поддерживать здоровую окружающую среду и жизненно важны для растений и животных. Газообразный азот в атмосфере почти ничего не делает, но азот в других местах на Земле необходим для жизни. Через азотный цикл азот проникает в почву и воду, связывается с другими элементами и может использоваться живыми существами. Кислород из атмосферы вызывает реакции окисления, которые помогают расщеплять материю и высвобождать питательные вещества в почву, и используется людьми и животными в клеточном дыхании.

На химический состав атмосферы в тропосфере также влияют химические вещества, созданные человеком, которые могут отрицательно повлиять на здоровье человека и окружающую среду. Например:

  • Выхлопные газы автомобилей содержат диоксид азота, а также другие загрязняющие химические вещества, такие как оксид углерода и диоксид серы. Двуокись азота реагирует с атмосферным кислородом с образованием тропосферного озона, опасного для клеток растений и животных.
  • Смог, который в основном состоит из озона и твердых частиц углерода (сажи), выделяемых угольными электростанциями, наносит вред легким людей и животных.
  • Заводы, сжигающие ископаемое топливо, также выделяют диоксиды серы и азота, которые в сочетании с водой в атмосфере вызывают кислотные дожди. Кислотный дождь наносит ущерб природной и антропогенной окружающей среде.

Химия воздуха

В таблице ниже перечислены основные компоненты газа и их роль в атмосфере. Нажмите на название каждой молекулы, чтобы узнать о них больше.

Газ Химическая и молекулярная
Структура
Роль в атмосфере

Азот

78% воздуха в атмосфере составляет азот.Азот передается растениям, животным и окружающей среде через азотный цикл.

Оксиды азота

Оксиды азота - это загрязнители воздуха, способствующие образованию озона. Они также создают азотную кислоту, которая является частью кислотных дождей, когда они смешиваются с каплями воды в воздухе.

Кислород

Кислород составляет 21% атмосферы.Он обладает высокой реакционной способностью и образует соединения с множеством других химических веществ и необходим для дыхания живых существ.

Озон

Озон в тропосфере - это антропогенный загрязнитель. Озон в стратосфере образует озоновый слой, который имеет решающее значение для выживания жизни на поверхности Земли.

Аргон

Аргон составляет около 1% атмосферы и образуется в основном при распаде калия в земной коре.Это инертный газ, что означает, что он не вступает в реакцию с другими химическими веществами.

Водяной пар

Вода циркулирует во всех системах Земли в каждой из трех фаз: твердой, жидкой или газовой. Водяной пар в атмосфере является парниковым газом из-за его способности удерживать тепло.

Двуокись углерода

Двуокись углерода в естественном составе составляет около.03% атмосферы, но количество увеличивается из-за сжигания ископаемого топлива. Растения и эубактерии используют углекислый газ во время фотосинтеза. Люди, другие животные и растения добавляют его в воздух через дыхание. Двуокись углерода является удерживающим тепло парниковым газом.

Окись углерода

Окись углерода в воздухе образуется при сжигании топлива в транспортных средствах, вулканах и лесных пожарах.Это ядовитый газ.

Метан

Метан выбрасывается в воздух со свалок, домашнего скота и их навоза, а также из нефтяных и газовых скважин. Он также создается при разложении органического материала. Это удерживающий тепло парниковый газ.

Оксиды серы

Оксиды серы образуются при сжигании угля и нефти.Он также выпущен из вулканов. Оксиды серы смешиваются с каплями воды в атмосфере с образованием серной кислоты, которая является компонентом кислотных дождей.

Образование природного газа - Energy Education

Природный газ - это ископаемое топливо, состоящее в основном из метана, состоящего из углерода и водорода, поэтому его называют углеводородом. [1] Образование природного газа (который является газом) по существу то же самое, что образование нефти (жидкости), и, таким образом, требует значительного времени, поскольку природный газ начал формироваться миллионы лет назад.

Образование природного газа начинается в теплых мелководных океанах, которые существовали на Земле миллионы лет назад. В этих океанах очень мелкие мертвые органические вещества, классифицируемые как планктон, падают на дно океана. Этот планктон состоит из животных, называемых зоопланктоном , или растений, называемых фитопланктоном , . Затем этот материал приземляется на дно океана и смешивается с неорганическим материалом, который попадает в океан реками. Именно эти отложения на дне океана в течение многих лет образуют нефть и природный газ.Энергия в природном газе изначально исходит от Солнца и представляет собой энергию солнечного света, захваченную мертвым планктоном. [2]

Процесс формирования

Процесс создания природного газа такой же, как и процесс производства нефти, и в большинстве случаев одинаков. Однако могут быть разные типы растительных и животных остатков, которые падают на дно океана, и условия немного разные. Для образования природного газа выполняются следующие шаги: [2] [3]

1.Мертвый планктон - как фитопланктон (включая водоросли), так и зоопланктон - а также другие мягкие и твердые ткани органического вещества (включая микробы) опускаются на дно древнего океана и смешиваются с неорганическими, похожими на глину материалами, которые попадают в эти океаны из ручьев. и реки. Это создает богатую органическими веществами грязь. Эта грязь может образовываться только в неподвижной воде. Этот шаг показан на рисунке 1, панель A.

2. Эта грязь не должна подвергаться воздействию слишком большого количества кислорода, иначе органические вещества в грязи разложатся бактериями и быстро исчезнут.Поэтому среды, в которых может образовываться природный газ, известны как бескислородные среды. Прежде чем это органическое вещество будет разрушено, оно погребено еще большим количеством отложений, и литифицирует (становится осадочной породой), образуя органических сланцев . Этот шаг показан на рисунке 1, панель B.

3. Если этот сланец находится под землей на расстоянии от 2 до 4 километров, его температура повышается из-за его расположения в недрах Земли. Это увеличивающееся давление и температура сланца превращает его в воскообразный материал, известный как кероген .Сланец, содержащий этот материал, известен как горючий сланец , сланец .

4. Если температура керогена на больше , чем 90 ° C, но ниже 160 ° C, кероген превращается в нефть и природный газ. При температурах выше 90 ° C единственным продуктом является природный газ или графит.

5. Природный газ и нефть легче воды, поэтому, когда они выходят из исходного горючего сланца, продукты поднимаются через поры в породах, вытесняя воду. Скальные тела, содержащие значительное количество нефти или природного газа, известны как породы-коллекторы.Чтобы газ оставался захваченным в резервуаре, должен существовать какой-то толстый непроницаемый слой породы, закрывающий резервуар. Если это уплотнение существует, то нефть, газ и вода задерживаются внизу и могут быть пробурены для получения нефти. [4]

6. Геологические изменения в земной коре приближают эти отложения к поверхности, облегчая доступ к ним. [5] Этот шаг показан на Рисунке 1, панель C.

Нетрадиционные источники

Вышеупомянутый процесс описывает образование природного газа в традиционном традиционном месторождении.Однако нетрадиционные месторождения, такие как плотный газ, сланцевый газ и метан угольных пластов, также являются источниками природного газа. На этих месторождениях природный газ хранится иначе, и к тому же к нему труднее получить доступ, чем на традиционных месторождениях.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Natural Resources Canada. (28 мая 2015 г.). Природный газ: грунтовка [Онлайн]. Доступно: https://www.nrcan.gc.ca/energy/natural-gas/5641
  2. 2,0 2.1 Р. Вольфсон. Энергия, окружающая среда и климат , 2-е изд. Нью-Йорк, США: Нортон, 2012, стр. 96-97.
  3. ↑ Стивен Маршак. (11 мая 2015 г.). Земля: Портрет планеты , 3-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: W.W. Norton & Company, 2008 г.
  4. ↑ Канадская федерация наук о Земле. (11 мая 2015 г.). Четыре миллиарда лет и подсчет: Геологическое наследие Канады , 1-е изд. Торонто, Онтарио, Канада: Nimbus Publishing, 2014.
  5. ↑ Дж. Краушаар, Р.Ристинен. (11 мая 2015 г.) Энергетика и окружающая среда, 2-е изд. Хобокен, Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons, 2006, стр. 54.

»Справочная информация NaturalGas.org

Фон

Источник: NGSA

Природный газ - жизненно важный компонент мирового энергоснабжения. Это один из самых чистых, безопасных и наиболее полезных из всех источников энергии. Однако, несмотря на его важность, существует много неправильных представлений о природном газе. Например, само слово «газ» имеет множество различных значений и значений.Когда мы заправляем машину топливом, мы заправляем ее «бензином». Однако бензин, который используется в вашем автомобиле, хотя и является ископаемым топливом, сильно отличается от природного газа. «Газ» в обычных барбекю - это на самом деле пропан, который, хотя и тесно связан с природным газом и обычно присутствует в нем, на самом деле не является природным газом. Хотя природный газ обычно сгруппирован с другими ископаемыми видами топлива и источниками энергии, он обладает многими характеристиками, которые делают его уникальным. Ниже приведена небольшая справочная информация о природном газе, о том, что это такое, как образуется и где он находится в природе.

Что такое природный газ?

Устье природного газа
Источник: Duke Energy

Природный газ сам по себе может считаться неинтересным газом - он бесцветен, бесформенен и не имеет запаха в чистом виде. Довольно неинтересно - за исключением того, что природный газ является горючим, его много в Соединенных Штатах, и при сжигании он выделяет много энергии с меньшими выбросами, чем многие другие источники.По сравнению с другими ископаемыми видами топлива, природный газ горит чище и выделяет в воздух более низкие уровни потенциально вредных побочных продуктов. Нам требуется постоянно увеличивающийся запас энергии для обогрева наших домов, приготовления пищи и выработки электроэнергии. Именно эта потребность в энергии подняла природный газ до такого уровня важности в нашем обществе и в нашей жизни.

Природный газ - горючая смесь углеводородных газов. Хотя природный газ состоит в основном из метана, он также может включать этан, пропан, бутан и пентан.Состав природного газа может варьироваться в широких пределах, но ниже представлена ​​диаграмма, показывающая типичный состав природного газа до его очистки.

Типичный состав природного газа
метан СН 4 70-90%
этан С 2 В 6 0-20%
Пропан С 3 В 8
Бутан С 4 В 10
Двуокись углерода CO 2 0-8%
Кислород О 2 0-0.2%
Азот 2 0-5%
Сероводород H 2 S 0-5%
Редкие газы А, Он, Ne, Xe след

В своей чистейшей форме, такой как природный газ, который подается в ваш дом, это почти чистый метан. Метан - это молекула, состоящая из одного атома углерода и четырех атомов водорода, и обозначается как Ch5.Характерный запах «тухлого яйца», который мы часто ассоциируем с природным газом, на самом деле представляет собой одорант, называемый меркаптаном, который добавляется в газ перед его доставкой конечному пользователю. Меркаптан помогает обнаружить любые утечки.

Этан, пропан и другие углеводороды, обычно связанные с природным газом, имеют несколько иные химические формулы. Щелкните ссылку, чтобы подробнее узнать о горении метана.

A Молекула метана, CH 4
Источник: USGS

Природный газ считается «сухим», когда это почти чистый метан, из которого удалена большая часть других обычно связанных углеводородов.Когда присутствуют другие углеводороды, природный газ «влажный».

Природный газ находит множество применений в жилых, коммерческих и промышленных целях; подробнее о разнообразных способах использования природного газа можно узнать здесь.

Природный газ, обнаруженный в подземных резервуарах, часто связан с нефтяными месторождениями. Добывающие компании ищут доказательства наличия этих коллекторов, используя сложную технологию, которая помогает определить местонахождение природного газа, и бурит скважины в земле там, где он может быть найден.Щелкните ссылку, чтобы узнать больше о новых технологиях и их влиянии на окружающую среду. После доставки из-под земли природный газ очищается от примесей, таких как вода, другие газы, песок и другие соединения. Некоторые углеводороды удаляются и продаются отдельно, включая пропан и бутан. Также удаляются другие примеси, такие как сероводород (при рафинировании которого можно получить серу, которая затем продается отдельно). После очистки чистый природный газ передается по сети трубопроводов, тысячи миль которых существуют только в Соединенных Штатах.По этим трубопроводам природный газ доставляется к месту использования. Для получения дополнительной информации о том, как природный газ попадает из-под земли в конечный пункт назначения, щелкните здесь.

Природный газ можно измерить разными способами. Как газ, его можно измерить объемом, который он занимает при нормальных температурах и давлениях, обычно выражаемых в кубических футах. Добывающие и распределительные компании обычно измеряют природный газ в тысячах кубических футов (MCF), миллионах кубических футов (MMcf) или триллионах кубических футов (Tcf).Хотя измерение по объему полезно, природный газ также можно измерить по потенциальной выходной энергии. Как и другие виды энергии, природный газ обычно измеряется и выражается в британских тепловых единицах (БТЕ). Одна британская тепловая единица - это количество природного газа, которое будет производить достаточно энергии, чтобы нагреть фунт воды на один градус при нормальном давлении. Чтобы дать представление, один кубический фут природного газа содержит около 1027 британских тепловых единиц. Когда природный газ доставляется в жилое помещение, он измеряется газовой компанией в «термах» для выставления счетов.Термины эквивалентны 100 000 британских тепловых единиц, или чуть более 97 кубических футов природного газа.

Образование природного газа

Природный газ - это ископаемое топливо. Подобно нефти и углю, это означает, что это, по сути, останки растений, животных и микроорганизмов, которые жили миллионы и миллионы лет назад. Но как эти некогда живые организмы превратились в неодушевленную смесь газов?

Существует множество различных теорий происхождения ископаемого топлива. Наиболее широко распространенная теория гласит, что ископаемое топливо образуется, когда органическое вещество (например, останки растений или животных) сжимается под землей под очень высоким давлением в течение очень долгого времени.Это называется термогенным метаном. Подобно образованию нефти, термогенный метан образуется из органических частиц, покрытых грязью и другими отложениями. Со временем на органическое вещество накапливается все больше и больше осадков, ила и прочего мусора. Этот осадок и мусор оказывают большое давление на органическое вещество, которое сжимает его.

Это сжатие в сочетании с высокими температурами, обнаруженными глубоко под землей, разрушает углеродные связи в органическом веществе.По мере того, как человек становится все глубже и глубже под земной корой, температура становится все выше и выше. При низких температурах (более мелкие месторождения) добывается больше нефти по сравнению с природным газом. Однако при более высоких температурах создается больше природного газа, чем нефти. Вот почему природный газ обычно ассоциируется с нефтью в месторождениях, которые находятся на 1-2 мили ниже земной коры. Более глубокие месторождения, очень далеко под землей, обычно содержат в основном природный газ и во многих случаях чистый метан.

Природный газ также может образовываться в результате преобразования органического вещества крошечными микроорганизмами.Этот тип метана называется биогенным метаном. Метаногены, крошечные метанопроизводящие микроорганизмы, химически разрушают органические вещества с образованием метана. Эти микроорганизмы обычно встречаются в районах у поверхности земли, лишенных кислорода. Эти микроорганизмы также обитают в кишечнике большинства животных, в том числе человека. Образование метана таким образом обычно происходит вблизи поверхности земли, и образующийся метан обычно теряется в атмосфере.Однако при определенных обстоятельствах этот метан может улавливаться под землей и извлекаться как природный газ. Примером биогенного метана является свалочный газ. Свалки, содержащие отходы, производят относительно большое количество природного газа в результате разложения содержащихся в них отходов. Новые технологии позволяют собирать этот газ и использовать его для увеличения поставок природного газа.

Третий способ образования метана (и природного газа) - абиогенные процессы.Очень глубоко под земной корой существуют газы, богатые водородом, и молекулы углерода. Поскольку эти газы постепенно поднимаются к поверхности земли, они могут взаимодействовать с минералами, которые также существуют под землей, в отсутствие кислорода. Это взаимодействие может привести к реакции с образованием элементов и соединений, которые находятся в атмосфере (включая азот, кислород, двуокись углерода, аргон и воду). Если эти газы находятся под очень высоким давлением по мере их движения к поверхности земли, они могут образовывать отложения метана, подобные термогенному метану.

Природный газ под землей

Источник: Энергетическая информация США
Администрация

Хотя существует несколько способов образования метана и, следовательно, природного газа, обычно он находится под поверхностью земли. Поскольку природный газ имеет низкую плотность, после образования он будет подниматься к поверхности земли через рыхлую породу сланцевого типа и другие материалы. Часть этого метана просто поднимется на поверхность и рассеется в воздухе.Однако большая часть этого метана поднимется вверх в геологические образования, которые «удерживают» газ под землей. Эти образования состоят из слоев пористой осадочной породы (вроде губки, которая впитывает и содержит газ) с более плотным, непроницаемым слоем породы наверху.

Эта непроницаемая порода улавливает природный газ под землей. Если эти образования достаточно большие, они могут улавливать большое количество природного газа под землей, в так называемом резервуаре. Существует ряд различных типов этих образований, но наиболее распространенный из них образуется, когда непроницаемая осадочная порода образует форму «купола», как зонтик, улавливающий весь природный газ, всплывающий на поверхность.

Есть несколько способов формирования такого рода «купола». Например, разломы являются обычным местом для существования залежей нефти и природного газа. Разлом возникает, когда нормальные осадочные слои «разделяются» по вертикали, так что непроницаемая порода смещается вниз, задерживая природный газ в более проницаемых слоях известняка или песчаника. По сути, геологическая формация, которая покрывает непроницаемую породу более пористыми, богатыми нефтью и газом отложениями, может образовать резервуар.На рисунке ниже показано, как природный газ и нефть могут быть задержаны под непроницаемыми осадочными породами в так называемой антиклинальной формации. Чтобы успешно вывести это ископаемое топливо на поверхность, в непроницаемой скале необходимо просверлить отверстие, чтобы выпустить ископаемое топливо под давлением. Обратите внимание, что в коллекторах, содержащих нефть и газ, газ, будучи наименее плотным, находится ближе всего к поверхности, а нефть под ним, как правило, сопровождается определенным количеством воды. Природный газ, захваченный таким образом под землей, может быть извлечен путем просверливания отверстия в непроницаемой породе.Газ в этих резервуарах обычно находится под давлением, что позволяет ему самостоятельно выходить из резервуара.

Источник: Energy Tomorrow

Помимо того, что природный газ находится в традиционном резервуаре, таком как показанный выше, природный газ также может быть обнаружен в других «нетрадиционных» формациях. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о нетрадиционных пластах природного газа, таких как сланцы, которые можно увидеть на графике справа.

Теперь, когда были обсуждены основы использования природного газа в качестве ископаемого топлива, перейдем к информации об истории природного газа.

Происхождение Вселенной и Земли


Солнечная туманность


Формирование Земли
Происхождение атмосферы и океанов


Происхождение Земли - Солнечная туманность Гипотеза

Около 4,6 миллиарда лет назад наша Солнечная система образовалась из облака газа и пыль, которая медленно сжималась под действием силы тяжести всех своих частиц.Облако состояло в основном из водорода (H) с небольшим количеством гелия (He) и небольшого количества количества оставшихся естественных химических элементов. Элементы больше, чем он должен был иметь был произведен в сверхновой.

Начальное вращение или опрокидывающееся движение было ускорено, поскольку туманность сжался, как вращающийся фигурист, который тянет руки, чтобы вращаться быстрее. Контракт, вращающееся облако превратилось в диск. Внутри диска самая большая концентрация материи была в центре.Это стало солнцем. Иметь значение собраны в более мелкие комочки на диске. Они стали планетами. В протосолнце и протопланеты выросли за счет аккреции вещества, падающего в к центру масс. Солнечная туманность нагрелась по мере того, как сжатие усилилось. давление. Как протосолнце росло и давление увеличивалось, он нагрелся от гравитационного сжатия. Он начал светиться красным. Жар протосолнца нагрел солнечная туманность, особенно внутренняя туманность.В конце концов давление и температура в ядре протосолнца стала настолько высокой, что водород ядра слились вместе, образуя гелий. Эта ядерная реакция высвободила огромную количество энергии, как и сегодня. Солнце родилось. В течение Фаза Т-Тельца, очень сильный солнечный ветер унес большую часть оставшегося газа и частиц. менее 10 м от внутренней части Солнечной системы, оставляя только планеты и астероиды. К этому времени планеты достигли почти всей своей массы. но бомбардировка сильными метеоритами продолжалась еще полмиллиарда лет или около того.

При высоких температурах внутренней солнечной туманности малые протопланеты (Меркурий, Венера, Земля, Марс) были слишком горячими, чтобы удерживать летучие газы, которые доминировал в солнечной туманности. Только тугоплавкие (с высокой температурой плавления) материалы, такие как железо и каменные силикаты были стабильны. Следовательно, планет земной группы состоят в основном из металлических ядер. и силикатные мантии с тонкой или отсутствующей атмосферой. Во внешней солнечной туманности температура была достаточно низкой, чтобы обильные газы накапливались и удерживались протопланетами.В результате планет Юпитера (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) - газовые гиганты, состоящие в основном из водорода, гелия и водорода. такие соединения, как метан (CH 4 ) и аммиак (NH 3 ).

Разделение Слои и атмосфера Земли

Материалы, которые аккреции к ранней Земле, вероятно, были добавлены по частям, без каких-либо определенного порядка (хотя некоторые модели призывают к последовательному наращиванию металлических а затем силикатные материалы).Ранняя Земля была очень горячей из-за 1) гравитационного сжатие, 2) удары и 3) радиоактивный распад (намного больше, чем сегодня). Ранняя Земля, вероятно, была частично или в значительной степени расплавленный. Более плотные металлические жидкости опустились к центру Земли. и менее плотные силикатные жидкости поднимались наверх, как нефть поднимается на поверхность воды. Таким образом, Земля очень быстро превратилась в металлическую, в основном железо сердечник и каменистая силикатная мантия .

Через вулканический (вулканическая и интрузивная) активность кора Земли в конечном итоге сформировалась. Состав мантии силикатный, богат железом и магнием, аналогичен к композициям из каменных метеоритов и лунных скал. Корочка же более обогащен кремнеземом с меньшим количеством железа и магния. Высокий кремнезем породы земной коры (или, скорее, совокупность минералов в породах земной коры) обычно имеют более низкую плотность и более низкие температуры плавления, чем мантийные породы (минералы).Образовались породы земной коры по частичное плавление мантийных пород (плавление наименьшей температуры плавления, высший кремнезем, минералы в породах мантии. Это дает более богатую кремнеземом магму (расплавленную породу), чем мантию. горные породы. Магма, будучи менее плотной чем скала, из которой он образовался, может подняться на поверхность, остыть и кристаллизоваться. Этот общий процесс происходило медленно с течением времени после того, как Земля остыла настолько, что мантийные породы могли не растает полностью.Много континентальный корка , самый кремнезем богатый и наименее плотный вид, возник 2,5 миллиарда лет назад.

Формирование и эволюция Атмосфера

Летучие вещества, переносимые некоторые типы метеоров и комет были добавлены на Землю в результате ударов, некоторые из них проникли внутрь. Газы в мантии предпочитают переходить в любой образующийся расплав и счастливо уйти в атмосферу, если расплав достигнет поверхности.Вулканическая активность, особенно на Срединно-океанические хребты, вулканические дуги и горячие точки высвобождают большое количество воды пар, углекислый газ и другие газы в атмосферу.

Сегодняшняя атмосфера Земли на 78% состоит из азота (N 2 ) и на 21% из кислорода (O 2 ). Это сильно отличается от атмосферы планет-спутников Земли Венеры и Марса, чьи в атмосфере преобладает углекислый газ (CO 2 ), но без свободных кислород.Еще более разные бывают Атмосферы планет Юпитера, состоящие из H, He и H, составляют CH 4 и NH 3 . Водяной пар (H 2 O), CO 2 и N 2 вместе с другими газами выбрасываются в поверхность из-за вулканической активности на Земле сегодня и, предположительно, также в начале дни Земли. Эти газы напоминают атмосферы других планет земной группы. Итак, если атмосфера Земли была первоначально преобладали эти газы, как это изменилось до такой степени, что N 2 и O 2 являются доминирующими, а CO 2 второстепенными? А как насчет всех H 2 O?

После того, как жизнь эволюционировала, к 3.5 лет назад фотосинтез начал накапливать энергию в химические связи простого углевода (CH 2 O). Фотосинтез выводит CO 2 атмосферы и заменяет его на O 2 .

CO 2 + H 2 O (плюс солнечный свет) -> CH 2 O + O 2

Энергия, запасенная посредством фотосинтеза, используется организмами (включая фотосинтетические) дыханием , которое забирает O 2 из воздуха, объединяет его с углеводов (и других органических веществ) и высвобождает CO 2 обратно в атмосферу.

СН 2 О + О 2 -> (энергия для клеточных процессов) CO 2 + H 2 O

Но фотосинтез и дыхание не сбалансированы. Часть органического вещества, которое произведенная продукция смывается в почвы и вниз по рекам и откладывается в осадочных породах. пласты, где он хранится.

За геологическое время большая часть CO 2 была удалена из атмосфере и хранится в осадочных породах, добавлен О 2 и N 2 продолжает накапливаться от газовыделения.Конечно, большая часть выпущенного водяного пара конденсируется с образованием океаны.

Ископаемое топливо являются остатками органического вещества, хранящегося в осадочных породах. Сжигание ископаемого топлива возвращает CO 2 который был заперт от миллионов до сотен миллионов лет назад атмосферы, и изменение нынешнего баланса атмосферы и Земли климат (потому что CO 2 - парниковый газ).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *