لماذا يعتبر غاز الميثان العدو الأخطر لكوكب الأرض؟

يعاني كوكب الأرض بشكل ملحوظ من ظاهرة الاحتباس الحراري، والتي تشتد وطأة كل يوم عن سابقه، ما يضع كافة أشكال الحياة البشرية والحيوانية وحتى النباتية في خطر كبير جداً، أغلب العلماء يرجعون سبب تزايد درجات الحرارة المستمر إلى وجود ثاني أكسيد الكربون بكثرة في الغلاف الجوي، لكن الحقيقة أن هناك بعض الغازات تُرتّب على أنها أكثر وأشد خطورة منه، أهمها غاز الميثان، وذلك لأنه يتسبب باحتباس الحرارة وعدم ارتدادها أكثر من ثاني أكسيد الكربون بمعدل 25 مرة! أي أنه الخطر الأعظم والأشد على كوكب الأرض، لكن ما مصادر غاز الميثان؟ وما اهم استخداماته؟

لماذا يعتبر غاز الميثان العدو الأخطر لكوكب الأرض ؟

® ما هو غاز الميثان

غاز الميثان هو واحد من أبسط صور الألكنات الكيميائية، حيث يتكون من ذرة الكربون وأربع ذرات هيدروجين، مصدره الأساسي هو تحلل المواد والمركبات العضوية، لذلك يتواجد عادة بشكل طبيعي تحت سطح الأرض وقاع البحار والمحيطات، لكنه يجد طريقه للسطح على هيئة فقعات غازية، كما يتواجد أيضاً في الغلاف الجوي للأرض ويُسمى بالميثان الجوي، الميثان النقي لا لون له ولا رائحة، لكن عند استخدامه يتم خلطه ببعض المركبات الأخرى لتقليل خطر التسريب.

® اكتشاف غاز الميثان

يعود اكتشاف الميثان للقرن الثامن عشر، بواسطة العالم الإيطالي أليساندرو فولتا عام 1776م، في مستنقعات ماجوري التي تمتد بين إيطاليا وسويسرا، بعدما قرأ بحث كتبه العالم بنيامين فرانكلين عن وجود هواء قابل للاشتعال، فقام أليساندرو بجمع كمية من الغاز المتصاعد من المستنقعات وعكف على فصله وعزله عن الهواء الجوي حتى نجح في ذلك عام 1778م، وأثبت بالفعل أنه قابل للاشتعال.

® مصادر الميثان الطبيعية

• حقول الغاز الطبيعي

  يعتبر غاز الميثان المكون الرئيسي للغاز الطبيعي، حيث يشكل حوالي 87% من الغاز المستخرج، ويرتبط عادة بأنواع الوقود الهيدوركربوني الأخرى، وقد ينتج معه غاز الهليوم والنيتروجين، الغاز الطبيعي عادة ينتج من المواد العضوية المدفونة في ظروف ضغط وحرارة أعلى من تلك المكونة للبترول، ويتم نقله من مكان لآخر بواسطة أنابيب عملاقة في حالته الغازية، أو في شاحنات مجهزة إذا تمت إسالته.

• الغاز الحيوي

  يتم إنتاج غاز الميثان أيضاً كجزء من إنتاج الغاز الحيوي، عن طريق تخمير وتحليل المواد العضوية مثل السماد الطبيعي ومخلفات الصرف الصحي والقمامة وما إلى ذلك، كما يتم إنتاجه من بكتيريا الأرز أثناء نموه.

• مخلفات حيوانية

  تنتج بعض الحيوانات غاز الميثان كجزء من مخلفاتها العضوية، على سبيل المثال تنتج الأبقار نحو 16% من كمية الميثان على الأرض، وقد خرجت بعض الدراسات حديثاً بأن الحيوانات عموماً وبالأخص الماشية والطيور والخنازير تنتج نحو 37% من كمية الميثان على الأرض، لذلك تم إجراء العديد من الأبحاث والدراسات الطبية للبحث عن وسيلة تخفض إنتاج الغاز وتمكن من استخدامه في إنتاج الطاقة.

• ميثان الغلاف الجوي

  يتواجد الميثان بشكل طبيعي ونسب ثابتة في الغلاف الجوي، لكن هذه النسب تغيرت في الأعوام الماضية بشكل ملحوظ بسبب تدخل الإنسان، في الظروف الطبيعية تكون دورة حياة ذرات الميثان حوالي 10 سنوات حيث تتفكك بعد ذلك إلى ثاني كسيد الكربون وماء، لكن بسبب زيادة نسبته في الغلاف الجوي آثر بشكل كبير على طبقة الأوزون، فقد وُجد أن نسبته في عام 2010 فاقت أكثر من ضعفي النسبة بأي عام آخر!

® استخدامات غاز الميثان

• وقود غازي

  يتم استخدام الميثان في محطات توليد الطاقة كبديل عن باقي أنواع الوقود الكربوني الأخرى، وذلك لأنه يُنتج كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون نتيجة احتوائه على ذرة واحدة من الكربون، كما يُنتج حرارة أعلى، مؤخراً تم توصيله للمنازل في العديد من البلدان كوسيلة للتدفئة والإشعال ..إلخ، كما يتم إجراء العديد من الأبحاث لاستخدامه كوقود للسيارات بعد إسالته كونه أقل تلوثاً من أنواع الوقود الحفري الأخرى.

• وقود مسال

  الميثان المسال يشغل حيز يمثل نحو 1 لكل 6000 جزء منه في الحالة الغازية، لذلك يتم تبريده في درجة حرارة تصل إلى -160 درجة مئوية وإزالة كافة الشوائب والأتربة والغازات الأخرى وحتى المياه، ثم يُستخدم بعد ذلك كوقود للشاحنات ووسائل النقل التي تسير لمسافات طويلة في الصحراء أو في أماكن لا يُوجد بها محطات وقود.

• وقود للصواريخ ومركبات الفضاء

  يُمكن القول أن الميثان المسال يصلح كوقود لمركبات الفضاء، حتى الآن مازالت الفكرة قد التجريب والدراسة، فرغم عرضها منذ تسعينيات القرن الماضي، لكن لم يتم إنتاج محركات فعلية يُمكنها استخدام الميثان في حالته السائلة،رغم محاولات العديد من الدول ووكالات الفضاء الخاصة تعمل على تطوير محركات تصلح لتطبيق هذه الفكرة.

® وجود الميثان خارج الكرة الأرضية

• أثبتت الأبحاث والدراسات الفلكية وجود الميثان في العديد من الأجرام الفضائية بالمجموعة الشمسية بنسب متفاوتة، ويُعتقد أنه كان جزء من العمليات غير العضوية التي أدت لتطور مجرة درب التبانة، من أهم الكواكب والأجرام التي يُوجد بها الميثان كوكب المشترى وزحل والمريخ ونبتون، بالإضافة للعديد من المذنبات والأقمار الأخرى.

® هل غاز الميثان آمن؟

• غاز الميثان لا يُعتبر سام، لكن رغم ذلك يُمكن أن يُسبب الاختناق حتى الموت إذا تم التعرض له بكميات كبيرة، فهو قادر على إزاحة الأكسجين والحلول مكانه، مسبباً اختناق لأي كائن حي موجود بالمكان خاص إذا قل معدل الأكسجين إلى 15% أو أقل عن نسبته الطبيعية، لذلك يتم تزيد المباني الموجودة قرب أماكن النفايات وتحليل المواد العضوية بمولدات خاصة تمنع وصول الغاز للداخل المبنى.
• الميثان غاز قابل للاشتعال أيضاً ويُمكن أن يُسبب انفجارات كارثية إذا تعرض لمواد مؤكسدة، فقد تسبب في انفجار منجم فحم بولاية فرجينيا عام 2010 وقتل 25 عامل.