غاز المستنقع
غاز المستنقع ، المعروف أيضًا باسم غاز المستنقع أو غاز المستنقع ، هو خليط في المقام الأول من الميثان وكميات أقل من كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والفوسفين النزر الذي يتم إنتاجه بشكل طبيعي داخل بعض المستنقعات والمستنقعات الجغرافية .
تتكون أسطح المستنقعات والمستنقعات في البداية من نباتات مسامية تتعفن لتشكل قشرة تمنع الأكسجين من الوصول إلى المواد العضوية المحاصرة تحتها. هذه هي الحالة التي تسمح بالهضم اللاهوائي وتخمير أي مادة نباتية أو حيوانية ، مما ينتج عنه بعد ذلك غاز الميثان.
يمكن للميثان المحاصر أن يهرب من خلال أي من المسارات الثلاثة الرئيسية: عن طريق انتشار جزيئات الميثان عبر واجهة الهواء والماء، أو عن طريق الفقاعات خارج الماء في عملية تُعرف بالغليان ، أو من خلال النقل بوساطة النبات. [1]
تكوين الميثان
الميثان هو الغاز الأساسي الذي يتكون منه المنتج المعروف بشكل عام باسم "غاز المستنقعات". يتم الحصول على الكثير من الميثان الحيوي المنتج في الطبيعة إما من انقسام الأسيتات أو من خلال اختزال ثاني أكسيد الكربون بالهيدروجين. يمكن أيضًا إنتاج الميثان بواسطة الميثانوجينات ، وهي عتائق تنتج الميثان في ظل ظروف خالية من الأكسجين ، في عملية تُعرف باسم تكوين الميثان . تعد أجناس الميثانوجينات Methanosarcina شائعة في بيئات المستنقعات. ومن المعروف أن كلاهما يحفز إنتاج الميثان في الوحل المائي ويستخدم الأسيتات والميثانول وثلاثي ميثيل أمين كركائز لإنتاج الميثان . [2]
طرق الهروب
تعتبر الأراضي الرطبة العالمية واحدة من أكبر مصادر الميثان الجوي . ويتسرب هذا الميثان، الذي ينتج عن تحلل المواد العضوية في بيئة خالية من الأكسجين ، إما عن طريق الانتشار ، وهي عملية تحدث غالبًا في الليل، أو عن طريق الغليان، أو عن طريق النقل بوساطة النباتات.
يتم التحكم في عملية الانتشار من خلال مرور الغاز عبر واجهة الهواء والماء. [1] يمكن تسريع الانتشار وتكثيفه من خلال الصعود ، مثل الحركة من الدوامات المضطربة، وعمليات التبريد. في الليل، تنبعث الحرارة من سطح الماء عن طريق الإشعاع. تغرق المياه السطحية الأكثر برودة، مما يدفع المياه السطحية الأكثر دفئًا للخارج وتشكل الدوامات. تدور هذه الدوامات الميثان المذاب في جميع أنحاء عمود الماء وتزيد من تدفق الميثان إلى الغلاف الجوي. تسمى هذه العملية النقل الهيدروديناميكي، وهي مسؤولة عن أكثر من نصف تدفقات الميثان الليلية بالإضافة إلى 32٪ من انبعاثات الميثان السنوية من بيئات الأراضي الرطبة. [3]
الغليان، المعروف أيضًا باسم الفقاعات، هو نوع من النقل أحادي الاتجاه للغازات من الرواسب الغنية بالمغذيات إلى عمود الماء، ثم إلى الغلاف الجوي. إنها آلية رئيسية لتبادل الغازات في النظم البيئية البحرية للمياه العذبة والساحلية ومن المعروف أنها تبلغ ذروتها أثناء النهار وفي درجات الحرارة الدافئة. وقد ورد أن الغليان مسؤول عن 45٪ من تدفق الميثان السنوي لمستنقعات المياه العذبة [3] وأنه أكثر أهمية في أشهر الصيف أثناء النهار ويمكن أيضًا أن يحدث بسبب زيادة الرياح.
أحد أكثر أنواع العشب شيوعًا في بيئات المستنقعات هو سبارتينا . تستخدم سبارتينا وغيرها من أعشاب المستنقعات الشائعة نظام نقل الغاز الموجود في سيقان وجذور النباتات. يعمل نظام نقل الغاز عن طريق الانتشار الغازي الذي يحدث من خلال شفرات الأوراق ثم ينتقل إلى أقصى أطراف جذور النبات. نظام النقل هذا كافٍ لتوفير جميع احتياجات التنفس الهوائية لجذور العشب ويساعد أيضًا في تهوية الطين المحيط. [4]
انظر أيضا
- مياه خالية من الأكسجين
- رطوبة النار ، يتم إنتاجها بشكل طبيعي في مناجم الفحم
- تربة مائية
- غاز مكبات النفايات ، الذي يتم إنتاجه بشكل عرضي حيث يتم التخلي عن النفايات الصلبة البلدية .
- الغاز الطبيعي
- غاز الصرف الصحي
- انبعاثات غاز الميثان من الأراضي الرطبة
- ويل-أو-ذا-ويسب ، أضواء غامضة ناجمة عن اشتعال غاز الميثان والغازات الأخرى
مراجع
- ^ ab Anthony, Katey Walter; MacIntyre, Sally (2016). "طريق الهروب الليلي لغاز المستنقعات". Nature . 535 (7612): 363–365. doi : 10.1038/535363a . ISSN 1476-4687. PMID 27443738. S2CID 4455298.
- ^ Oremland, Ronald S.; Marsh, Lorraine M.; Polcin, Sandra (1982). "إنتاج الميثان وتخفيض الكبريتات المتزامن في رواسب المستنقعات المالحة الخالية من الأكسجين". Nature . 296 (5853): 143–145. Bibcode :1982Natur.296..143O. doi :10.1038/296143a0. ISSN 1476-4687. S2CID 97553723.
- ^ ab Poindexter, Cristina M.; Baldocchi, Dennis D.; Matthes, Jaclyn Hatala; Knox, Sara Helen; Variano, Evan A. (2016). "مساهمة عملية النقل التي تم تجاهلها في انبعاثات الميثان في الأراضي الرطبة". رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 43 (12): 6276–6284. رمز Bibcode :2016GeoRL..43.6276P. doi : 10.1002/2016GL068782 . ISSN 1944-8007. S2CID 131801158.
- ^ Teal, John M.; Kanwisher, John W. (1966). "Gas Transport in the Marsh Grass, Spartina alterniflora". مجلة علم النبات التجريبي . 17 (2): 355–361. doi :10.1093/jxb/17.2.355. ISSN 0022-0957.
