燃燒的冰

燃燒的冰

燃燒的冰

簡介

　冰能燃燒，豈不是天方夜譚？其實科學家已經發現海洋中確有能燃燒的冰，並打算開發利用。
冰為什麼能燃燒？因為許多浮在大洋中的冰山底部含有大量的固體甲烷。這種固體甲烷一旦遇火立即燃燒起來。而且這種甲烷含碳量相當於世界上目前已知的礦物燃料含碳量的兩倍，而且還是一種十分乾淨的燃料。 固體甲烷，又名天然氣水合物、甲烷水合物，因其貌似冰雪，可以燃燒，被普遍稱為可燃冰。據估算，世界上可燃冰礦藏中所含的有機碳的總資源量相當於全球已知煤、石油和天然氣的兩倍，可滿足人類1000年的需求。許多科學家相信它最有希望成為“21世紀最理想的、具有商業開發前景的新能源”。

勘探

1985年，我國海洋地質專家金慶煥在《海洋地質譯叢》雜誌中首次向國人簡單介紹了固體甲烷這一資源。直到1999年，中國地質調查局所屬的廣州海洋地質調查局首次在我國海域開展了以這一資源為目的的前期調查。到2005年，廣州海洋地質調查局已經在南海北部陸坡圈定出它的分布範圍，並在此基礎上圈定鑽探目標區，計畫於明年實施鑽探，以期實現這一資源調查的實質突破。20年過去了，我國海洋地質工作者，正一步步撩開她神秘的面紗。

特徵

在可燃冰調查研究歷史中，似海底地震反射界面，科學家們簡稱為 BSR，是一個重要的名詞。在地震反射剖面資料上，它表現出四個明顯的特徵：與海底大致平行；上覆地層出現明顯弱或振幅空白區帶；BSR波形極性與海底反射波的極性相反；BSR上下地層層速度出現倒轉現象。簡單地說，BSR是可燃冰礦藏底部邊界的一個重要地震標誌。

探尋可燃冰存在的更多證據

為了尋找可燃冰存在的多方面證據，從2000年開始，廣州海洋地質調查局陸續投入了5艘調查船（其中包括德國“太陽號”船），開始對我國南海北部海域開展了以地球物理、地質、地球化學等為主的多手段綜合調查。

他們在南海北部可燃冰地震異常區，利用各種海底地質取樣技術，採集了641處位於不同深度的海水、海底沉積物樣品，進行了多種成分的分析研究。

更多的關於可燃冰存在的信息被發現：在測試結果中，東沙海域九龍甲烷礁海底底水和沉積物中含有豐富的甲烷氣體，海底5厘米以下沉積物中所含有的甲烷氣體含量約為海底之上水體中甲烷含量的44倍，這表明，此處至今仍在釋放甲烷氣體。東沙海域淺表層沉積物頂空氣樣品烴類氣體異常高，異常分布範圍與此前圈出的可燃冰地震異常分布範圍基本吻合。

同時，他們還分析了西沙海槽區、東沙海域沉積物孔隙水中與甲烷有關的氯離子濃度、硫酸根濃度、硫酸鹽變化等，根據這些所表現出的異常情況，專家們推測：在海底以下數米或數十米左右下部可能存在可燃冰。此外，對海底表層沉積物進行的熱釋光量分析也認為，西沙海槽區、東沙海域具有形成可燃凍的豐富的氣源條件和良好的保存條件。同時，他們還用西沙海槽區採集的表層沉積物培養出硫酸鹽還原菌、腐生菌、甲烷菌、丙烷菌等微生物的數量以及硫化氫含量的分布情況，大致圈出5個微生物地球化學異常區的範圍，與頂空氣、酸解烴、熱釋光等異常區相同或接近。這一系列信息為確認這一範圍記憶體在可燃冰資源提供了非常有力的證據。

開採的難題

可燃冰開採的兩難選擇

對“可燃冰”進行試驗性開採，已經寫入我國2020年中長期發展規劃。

目前，日本和印度在其附近海域發現了大量的“可燃冰”礦藏，已在大張旗鼓地展開研究、開發和利用。而在西伯利亞氣田中開採甲烷表明，目前的開發技術是可行的。

但是，探測難，開採更難。“天然氣水合物往往同自然環境條件處於十分敏感的平衡之中，當環境變化時往往會導致各種環境效應，導致海底失穩，引起海底滑坡等，其分解產生的甲烷可能誘發溫室效應，對全球變化具有重要影響。”專家分析說，“可燃冰”既是資源，也是環境的影響因素，“這是開採的難題所在。”

調查研究發現，“可燃冰”礦藏的穩定帶處於500～700米水深以下的海底，水越深它就越穩定，因此在水深較深的區域開發天然氣水合物造成的環境影響可能也越小。專家建議，我國除在近海進行天然氣水合物的勘探外，也應在國際海底進行天然氣水合物的勘探和研究。