Chemie v jezírku - tajuplné bublinky v ledu

Jak se dostanou do ledu bubliny a proč se objevují jen někdy? Na vině je chemie a biologie, která neodpočívá ani v zimě. (délka blogu 5 min.)

Rybníky versus jezera

Rybníky se od jezer liší také tím, že jejich dno pokrývá více či méně silná vrstva bahna. V jezeře bahno sice vzniká také, ale většinou se stihne zase odbourávat díky samo očistným mechanismům. Bahno je vlastně to, co známe z pevniny jako bláto - tedy volně uložený jílový minerál. Na rozdíl od bláta ale bahno kromě toho obsahuje ještě větší množství organických zbytků - tlejících listů stromů, zbytků hmyzu nebo trusu ryb. Bahno proto většinou znatelně páchne, zatímco bláto bývá bez zápachu.

Organické zbytky se v bahně neustále rozkládají - často hlavně díky bakteriím. Bakterie se s jeho pomocí zásobují energií a látkami, nutnými pro svůj život a množení.

Mohou se také rozkládat anorganicky. Přitom dochází k odštěpení vodíku. Vodík pak ve vodě ochotně reaguje s dalšími látkami. Produktem takových reakcí jsou další a další chemické látky - a mimo jiné i metan.

Metan

Metan je netoxický plyn bez barvy a zápachu. Je lehčí než vzduch (při 20 °C má relativní hustotu 0,65 kg/m3). Pro srovnání, vzduch má při stejných podmínkách hustotu zhruba dvojnásobnou.

Metan zamrzá při -182,6 °C a vře při -161,7 °C. Ve formě plynu se tedy při normálním tlaku vyskytuje při teplotách vyšších než -161,7 °C. Je tedy zřejmé, že za běžných podmínek se setkáte s metanem nejčastěji v plynném skupenství.

Methan se ve vodě téměř nerozpouští. To je jedna z jeho vlastností, které jsou důležité právě pro tvorbu malých i větších bublin v ledu zamrzlého rybníka.

Jak se pod ledem tvoří metanové bubliny?

Biologický rozklad organických zbytků probíhá v bahně nejen v létě - ale i v zimě. Póry v něm pak probublávají malé bublinky metanu do vody. Zatímco v létě uniknou do atmosféry, aniž by si jich někdo všiml - je situace v zimě jiná. Na povrchu rybníků se v mrazech tvoří vrstva ledu. Ten pak logicky brání přechodu plynu do atmosféry. Pod ledem se mohou jednotlivé malinké bublinky pohodlně slévat do větších bublin.

Zatímco v noci mrzne víc, zvyšuje se také rychleji tloušťka ledu. Může se pak stát, že je taková bublina uvězněna v okolním pevném materiálu. Poté se pod ledem znovu začne hromadit metan a situace se opakuje. Výsledkem jsou pak typické bubliny, které se nachází jako na šňůře nad sebou.

Když se tloušťka lidu nezvyšuje příliš rychle, vznikají pod ledem spíše větší a ploché bubliny, když se metanové bubliny slévají do větších objektů.

Jestli se jedná v případě bublin uvězněných v ledu opravu o metan - o tom se můžete přesvědčit docela jednoduše. Postačí zapalovač (viz následující video).

Methan a klima

Vzhledem k tomu, že má metan nižší hustotu než vzduch, nedrží se při zemi, ale naopak stoupá do výšky.

Ve vyšších vrstvách atmosféry se chová jako skleníkový plyn. Jeho vliv na klima je dokonce 20x - 30x vyšší než je tomu u CO2. Metan se naštěstí v atmosféře rozkládá - reaguje s kyslíkem. Vzniká přitom právě zmiňovaný oxid uhličitý - CO2. Poločas rozpadu (tedy doba, za kterou se rozloží polovina látky) je zhruba 12 roků. Nově uvolněný metan tedy z atmosféry zmizí za přibližně 100 - 120 let. Počítá se totiž, že se původní látka rozloží až po zhruba deseti poločasech rozpadu.

.