[科普中國(guó)]-可燃冰躲在哪里

我們通常所說的冰，實(shí)際上就是水的固體形式。20世紀(jì)60年代，在進(jìn)行深海鉆探時(shí)，技術(shù)人員從海底鉆取巖芯，第一次在巖芯中見到一些白色或淺灰色形似冰塊的結(jié)晶物質(zhì)。當(dāng)時(shí)，他們完全不知道這些貌似冰塊的物質(zhì)是什么。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些冰塊在空氣中很快就“化”了，還不斷冒出氣泡，最終在巖芯中成為一攤泥水。令人驚奇的是，這些氣泡里的氣體竟然能被點(diǎn)燃，于是，這種來自海底的冰狀晶體就有了“可燃冰”這個(gè)很特殊的名字。可燃冰里也有水，但最主要的成分是甲烷。它的組成方式，就好像甲烷分子被多個(gè)水分子“囚禁”住，形成一種籠子形狀的結(jié)構(gòu)，其中甲烷的成分占到了80%～99.9%。由于甲烷是天然氣的主要成分，所以可燃冰被看作是天然氣的固體形式（就像冰是水的固體形式），并且有了一個(gè)專業(yè)名詞——天然氣水合物，又叫甲烷水合物。

燃燒的可燃冰

天然氣水合物

根據(jù)后來的分析研究，可燃冰里產(chǎn)生的“氣泡”就是甲烷。甲烷和水分子組成的水合物需要在0～10℃、至少30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境中才能以“冰”的形式存在，這就是為什么可燃冰主要分布在深海底部，或者存在于凍土帶的地下深層的原因。也正是這個(gè)原因，可燃冰一旦在空氣中“露面”，頃刻間就會(huì) “冰”雪消融，最終只剩下一攤水。

巖芯上的可燃冰

我們通?？床坏娇扇急?，它們一般躲在哪里呢？其實(shí)這種天然氣水合物廣泛分布在世界各地，而且資源量相當(dāng)豐富。目前，已有100多個(gè)國(guó)家相繼發(fā)現(xiàn)了可燃冰的實(shí)物樣品，主要來自海洋。由于可燃冰中的主要成分就是甲烷，而且含量一點(diǎn)也不比普通天然氣中的甲烷含量低，所以可以把可燃冰直接看作固體天然氣。全世界可燃冰儲(chǔ)量大約是煤、石油、天然氣三大能源總量的2倍，可以說是一個(gè)巨大的、尚未開發(fā)的能源寶庫(kù)?？睖y(cè)表明，可燃冰是油氣田的好鄰居。無論是海底可燃冰的聚集區(qū)，還是陸地凍土帶的可燃冰埋藏地，常常伴隨著油氣田的分布。有趣的是，天然氣田一般分布在可燃冰的上層，一旦天然氣被開采之后，隨著壓力變小，下層的可燃冰——甲烷水合物會(huì)開始分解，再次釋放出甲烷。油氣田因?yàn)榭梢詮募淄樗衔锍掷m(xù)得到氣源補(bǔ)充，它們的開采時(shí)限也被大大延長(zhǎng)。