Το clathrate είναι ένας τύπος ένυδρου ή ένωσης νερού, στον οποίο μόρια άλλης ουσίας παγιδεύονται μέσα σε μια δομή που μοιάζει με κλουβί που αποτελείται από μόρια νερού. Το παγιδευμένο μόριο είναι συνήθως ένα αέριο σε κανονική πίεση και θερμοκρασία. Τα Clathrates είναι στερεά που μοιάζουν με πάγο που σχηματίζονται γενικά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες. Μεταξύ των πιο γνωστών και πιο μελετημένων είναι ένα ένυδρο μεθάνιο που εμφανίζεται φυσικά σε μεγάλα κοιτάσματα κάτω από τον βυθό της θάλασσας σε πολλά μέρη του κόσμου. Αυτά μπορεί να είναι μια πιθανή πηγή ενέργειας, αλλά υπάρχει επίσης ανησυχία ότι μια ξαφνική απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων μεθανίου clathrate, που ίσως προκληθεί από την υπερθέρμανση του πλανήτη, θα μπορούσε να είναι καταστροφική.
Η βασική μονάδα των περισσότερων clathrates είναι ένα δωδεκάεδρο που αποτελείται από 20 μόρια νερού διατεταγμένα ώστε να σχηματίζουν 12 πενταγωνικές όψεις, με ένα κοίλο κέντρο που μπορεί να καταληφθεί από ένα «επισκέπτη μόριο». Η δομή ουσιαστικά συγκρατείται με δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού, αλλά σταθεροποιείται από τα φιλοξενούμενα μόρια. Δεδομένου ότι τα δωδεκάεδρα δεν μπορούν να συσκευαστούν μεταξύ τους για να γεμίσουν όλο τον διαθέσιμο χώρο, εμφανίζονται και άλλα πολυεδρικά σχήματα, έτσι ώστε να σχηματίζεται ένα πλέγμα. Λόγω αυτής της διαφοροποίησης στα σχήματα του κλουβιού και του γεγονότος ότι δεν είναι απαραίτητα όλα τα κλουβιά κατειλημμένα, τα clathrates δεν μπορούν να λάβουν ακριβείς χημικούς τύπους. Τα φιλοξενούμενα μόρια του Clathrate μπορεί να είναι αέρια υδρογονάνθρακα, όπως μεθάνιο ή αιθάνιο, οξυγόνο, άζωτο και διοξείδιο του άνθρακα.
Το ένυδρο μεθάνιο είναι η ένωση εγκλωβισμού που έχει προκαλέσει το μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Αυτή η ένωση εμφανίζεται σε μεγάλες ποσότητες σε διάφορες τοποθεσίες γύρω από τις άκρες όλων των ηπείρων και στις μόνιμα παγωμένες περιοχές της Σιβηρίας και της Αλάσκας. Έχει υπολογιστεί ότι τα κοιτάσματα αυτά αποτελούν το μεγαλύτερο απόθεμα υδρογονανθράκων στον πλανήτη, ξεπερνώντας κατά πολύ τα γνωστά αποθέματα άνθρακα, πετρελαίου και φυσικού αερίου. Θεωρείται ότι σχηματίστηκαν από μεθάνιο που παράγεται από μικροβιακή δραστηριότητα σε αναερόβιες συνθήκες σε ιζήματα ακριβώς κάτω από την επιφάνεια του πυθμένα της θάλασσας ή σε ξηρά όπου οι θερμοκρασίες είναι αρκετά χαμηλές. Ακόμη και σε τροπικές περιοχές, οι θερμοκρασίες του πυθμένα της θάλασσας είναι αρκετά χαμηλές για το σχηματισμό εγκλωβισμού, όπου η πίεση τους επιτρέπει να στερεοποιηθούν σε μερικούς βαθμούς πάνω από το σημείο πήξης.
Δεδομένων των τεράστιων ποσοτήτων μεθανίου που αποθηκεύονται σε αυτά τα κοιτάσματα, έχουν θεωρηθεί ως πιθανή πηγή φυσικού αερίου. Ενδέχεται, ωστόσο, να υπάρξουν σοβαρές τεχνικές δυσκολίες στην εξαγωγή του που το καθιστούν αντιοικονομικό. Η Σοβιετική Ένωση έκανε μια σειρά ανεπιτυχών προσπαθειών εξόρυξης φυσικού αερίου από τα κοιτάσματα μόνιμου παγωμένου clathrate της Σιβηρίας κατά τις δεκαετίες του 1960 και του 1970. Υπάρχει επίσης ανησυχία ότι οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την απελευθέρωση του παγιδευμένου αερίου μπορεί να αποσταθεροποιήσουν τα κοιτάσματα, γεγονός που θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε καθιζήσεις και κατολισθήσεις.
Αν και τα κοιτάσματα clathrate μπορεί να αντιπροσωπεύουν έναν τεράστιο αναξιοποίητο ενεργειακό πόρο, θα μπορούσαν επίσης να αποτελέσουν σοβαρό κίνδυνο. Δεν είναι σταθερά έξω από τις συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης όπου εμφανίζονται και υπάρχει ανησυχία ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη μπορεί να τα καταστήσει ασταθή. Αυτό αποτελεί μια διπλή απειλή.
Πρώτον, το λιώσιμο του clathrate πάγου αναμεμειγμένο με ιζήματα στα ηπειρωτικά άκρα θα μπορούσε να οδηγήσει σε μαζικές κατολισθήσεις και συνακόλουθα τσουνάμι. Υπάρχουν στοιχεία από το σχετικά πρόσφατο γεωλογικό παρελθόν ότι αυτό μπορεί να συνέβη στα ανοικτά των ακτών της Νορβηγίας. Δεύτερον, το μεθάνιο είναι ένα ισχυρό αέριο «θερμοκηπίου» που παγιδεύει τη θερμότητα στην ατμόσφαιρα σε ακόμη μεγαλύτερο βαθμό από το διοξείδιο του άνθρακα. Η ξαφνική απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων αυτού του αερίου θα μπορούσε να επιταχύνει την υπερθέρμανση του πλανήτη, η οποία θα μπορούσε με τη σειρά της να προκαλέσει περαιτέρω αποσταθεροποίηση. Και πάλι, υπάρχουν γεωλογικές ενδείξεις ότι αυτό μπορεί να συνέβη στο παρελθόν μέσω φυσικών διεργασιών και υπάρχει, από το 2011, ιδιαίτερη ανησυχία για το ένυδρο μεθάνιο στα κοιτάσματα μόνιμου παγετού.