我們通常所說(shuō)的冰,實(shí)際上就是水的固體形式。20世紀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(jiàn)到一些白色或淺灰色形似冰塊的結晶物質(zhì)。當時(shí),他們完全不知道這些貌似冰塊的物質(zhì)是什么。結果發(fā)現,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(lái)自海底的冰狀晶體就有了“可燃冰”這個(gè)很特殊的名字??扇急镆灿兴?,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構,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(zhuān)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
根據后來(lái)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)標準大氣壓的環(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,而且資源量相當豐富。目前,已有100多個(gè)國家相繼發(fā)現了可燃冰的實(shí)物樣品,主要來(lái)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。全世界可燃冰儲量大約是煤、石油、天然氣三大能源總量的2倍,可以說(shuō)是一個(gè)巨大的、尚未開(kāi)發(fā)的能源寶庫??睖y表明,可燃冰是油氣田的好鄰居。無(wú)論是海底可燃冰的聚集區,還是陸地凍土帶的可燃冰埋藏地,常常伴隨著(zhù)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(kāi)采之后,隨著(zhù)壓力變小,下層的可燃冰——甲烷水合物會(huì )開(kāi)始分解,再次釋放出甲烷。油氣田因為可以從甲烷水合物持續得到氣源補充,它們的開(kāi)采時(shí)限也被大大延長(cháng)。
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