日本冒险开采“可燃冰”可能造成海沟崩塌

在日本附近平静的太平洋海面下3000英尺，数以亿吨计的“可燃冰”正等待被人们利用。日本认为，如果这些资源能为日本所用，将大大改善日本依赖从中东和印尼进口能源的困境。据初步估算，这些“可燃烧的冰块”可供日本全国14年之用。

在开采过程中依然有许多未知威胁。科学家们提醒日本政府在开采中必须警惕海底的海沟崩塌。表面平静的海洋底下究竟在进行着哪些变化，人们还没有完全搞清楚。开采中一不小心就会造成目标海沟坍塌或是类似于泥石流的灾难。

“可燃冰”的成因

“可燃冰”是天然气分子(烷类)被包进水分子中，在海底低温与压力下结晶形成的。形成“可燃冰”有三个基本条件：温度、压力和原材料。首先，“可燃冰”可在0℃以上生成，但超过20℃便会分解。而海底温度一般保持在2至4℃左右；其次，“可燃冰”在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。最后，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。海底的地层是多孔介质，在温度、压力、气源三者都具备的条件下，“可燃冰”晶体就会在介质的空隙间中生成。

世界上“可燃冰”的分布

从20世纪80年代开始，美、英、德、加、日等发达国家纷纷投入巨资相继开展了本土和国际海底天然气水合物的调查研究和评价工作，同时美、日、加、印度等国已经制定了勘查和开发天然气水合物的国家计划。特别是日本和印度，在勘查和开发天然气水合物的能力方面已处于领先地位。

2009年9月，中国地质部门公布，在青藏高原发现了一种名为“可燃冰”(又称天然气水合物)的环保新能源，预计十年左右能投入使用。这是中国首次在陆域上发现“可燃冰”，使中国成为加拿大、美国之后，在陆域上通过钻探发现“可燃冰”的第三个国家。粗略估算，远景资源量至少有350亿吨油当量。

“可燃冰”的发现历程

“可燃冰”的发现

19世纪30年代初，人们开始注意到天然气输气管线中形成的“可燃冰”(天然气水合物)。因为水合物造成的天然气输气管道堵塞问题给天然气工业带来许多麻烦。1934年，前苏联在西伯利亚地区被堵塞的天然气输气管道里首先发现了天然气水合物。同年，美国学者Hammerschmidt发表了水合物造成天然气输气管线堵塞的有关数据，人们开始更加详细地研究天然气水合物和它的性质。

“可燃冰”实验合成历史

1810年，英国学者Humphrg Davy在伦敦皇家研究院首次合成氯气水合物。氯气水合物一词最早出现在Davy次年所著的书中。在这以后的一百二十多年中，人们仅通过实验室来认识水合物。1832年，Faraday在实验室合成氯气水合物，并对氯气水合物的性质作了较系统的描述。1884年Roozeboom提出了天然气水合物形成的相关理论。1919年，Scheffer和Meijer建立了一种新的动力学理论方法来直接分析天然气水合物，他们应用Clausius-Clapeyron方程建立三相平衡曲线，来推测水合物的组成。

1990年，中国科学院兰州冰川冻土研究所冻土工程国家重点实验室科研人员与莫斯科大学列别琴科博士成功进行了天然气水合物人工合成实验。合成实验采用甲烷气体和蒸馏水为原料，恒温恒压下在高压容器中进行。

2001年，我国第一个拥有自主知识产权的海洋天然气水合物模拟实验室在中国地质调查局青岛海洋地质研究所建成。并于2001年11月3日成功合成、取出天然气水合物并点燃。

“可燃冰”的缺点

天然气水合物在给人类带来新的能源前景的同时，对人类生存环境也提出了严峻的挑战。天然气水合物中的甲烷，其温室效应为CO2的 20倍，温室效应造成的异常气候和海平面上升正威胁着人类的生存。(本报综合报道)