甲烷分子模型
当人们在日常生活中谈到甲烷时，大多数人可能会将其等同于沼气。诚然，甲烷是沼气中最重要的成分(50%-80%)，但后者还包括二氧化碳(20%-40%)、氮气(0%-5%)和氢气(< 1%)、氧气(< 0.4%)和硫化氢(0.1%-3%)，因此甲烷不能简单等同于沼气。同样，天然气或煤气虽然主要成分是甲烷，但也含有许多其他物质。
化学式为CH4的甲烷是最简单的有机物质。甲烷具有四面体结构，四个键具有相同的键长和相同的键角。标准状态下的甲烷是无色无味的气体。由于甲烷的高可燃性，它通常被用作我们日常生活的燃料(天然气和沼气的主要成分)。而且甲烷还可以作为化工原料，广泛用于制造氢气、一氧化碳、乙炔和甲醛。
人类发现和理解甲烷的过程
说到人类最早发现甲烷，那是属于我们勤劳智慧的中华民族的。写于中国西周时期(公元前1046-771年)的易经在谈到一些自然现象时说，“就像说，沼泽里有火。”这里的“泽”就是沼泽。“火井”是中国古代人们对天然气井的形象命名。但由于技术和知识的限制，古代中国人并没有将甲烷从天然气中分离出来进行单独研究。直到18世纪，欧洲的科学家才开始对甲烷进行科学研究。790年，英国医生奥斯汀发现甲烷燃烧产生水和二氧化碳，从而证实甲烷是碳和氢的化合物。在随后的漫长岁月中，通过一代又一代化学家的不懈努力，人们对甲烷的认识逐渐清晰。1874年，范·霍夫提出了甲烷的四面体假说:在甲烷分子中，碳原子位于正四面体的中心，连接氢原子的四个键延伸到四面体的四个顶点。此后，随着化学键和量子化学概念的诞生，甲烷分子构型的理论解释逐渐完善。
不仅仅是燃料。
如前所述，甲烷是天然气中最重要的成分，它已被广泛用作清洁能源。试想:当你饿着肚子回家，打开煤气炉，却发现家里没气了，不能生火做饭，只能挨饿。紧急出门，好不容易拦到一辆出租车，司机却告诉你出租车没油了，不能载客...你是否突然发现甲烷在我们的生活中扮演了如此重要的角色？然而，甲烷对人类的重要性并不仅限于燃料这个词。
也许很多人不知道的是，甲烷也是一种主要的温室气体，是人类造成全球变暖的第二大温室气体。据相关机构研究，以单位分子数计算，甲烷的温室效应比二氧化碳大25倍。最新的计算方法甚至显示，甲烷的温室效应比二氧化碳强72倍。在全球变暖的环境下，当你知道甲烷的这种属性后，你对这种小气体的复杂感情是不是突然增加了？
甲烷从何而来？
甲烷的产生来源于自然界，如海洋、冻土和一些湿地，人类活动是其最大来源。导致甲烷排放的主要人类活动是畜牧业和生物质燃烧(开垦土地或改变土地用途时燃烧土地上的植被)。据专家报告，全世界牛、羊等反刍动物每年至少产生8000万吨甲烷，不仅加速了气候变暖的进程，还导致了饲料中营养和能量的损失。值得注意的是，自然界和家畜排放的甲烷是由一种微生物即产甲烷菌的代谢活动产生的。
甲烷杆菌是一种严格厌氧的古菌，在自然界中分布广泛:海底沉积物、河流湖泊、沼泽、稻田、反刍动物的瘤胃、人和动物的肠道，甚至植物中都有产甲烷菌。自然界中的甲烷杆菌通过降解有机废物产生甲烷，反刍动物瘤胃中的产甲烷菌产甲烷也在相当程度上促进了纤维饲料的消化和分解。事实上，反刍动物瘤胃产生的甲烷是通过打嗝从口中排出的，并不像插图所描绘的那样(当然插图的重点在于夸张的喜剧效果)，而人和动物排出的甲烷确实是由后肠的产甲烷菌产生的。对了，一个相关的轶事:《新西兰先驱报》曾经报道过，该国一名男子在医院接受痔疮摘除手术时，突然放屁。没想到里面的甲烷接触到了医生手里的透热仪，立刻引起了小火，导致病人被烧伤。
甲烷和物种灭绝
在2.52亿年前的二叠纪末期，一场全球性的灾难消灭了超过90%的海洋物种和70%的陆地脊椎动物，这是地球经历的五次物种灭绝中最大的一次。美国麻省理工学院的研究人员近日在美国《国家科学院学报》上提出了一个新的假说:这场大灾难的罪魁祸首是一种名为Methanocystis的产甲烷菌。
研究人员发现，在那段时期，西伯利亚发生了灾难性的火山爆发，大大增加了海洋中镍的浓度，而这种金属元素恰恰非常有利于甲烷八叠球菌的生长。甲烷球菌的疯狂繁殖将大量甲烷释放到大气中，导致气候急剧变暖，同时增加了海洋的酸度，从根本上改变了海洋的化学成分，导致许多物种失去了可居住的环境，在海洋中生活了数亿年的三叶虫和马蹄蟹消失了...
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虽然甲烷闻不到，看不见，摸不着，但它在我们人类的存在和生活中起着非常重要的作用。为了保证人类的可持续发展，如何减少甲烷的排放并充分利用甲烷已成为许多国家和机构工作和研究的重点。希望这篇短文的读者也能有所感悟。
