你見過“冰火共舞”嗎？前不久，北京科學(xué)中心在舉辦世界海洋日特別活動時，就呈現(xiàn)了這樣的一幕。中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所的正高級工程師孟慶國，將一個白色“冰塊”從零下196℃的液氮中取出，隨即點燃，而后白色的“冰塊”迅速被火焰包裹，燃燒產(chǎn)生的水清晰可見地流下。

“舞者”是一位“深海來客”——天然氣（主要成分為甲烷）水合物。準確地說，這種物質(zhì)是天然氣和水在高溫、高壓條件下形成的一種非化學(xué)計量的冰狀晶體。因其外形酷似冰，又可燃燒，故稱為可燃冰。

這種物質(zhì)既迷人，又危險。數(shù)十年來，科研人員高山勘探、深海鉆井、實驗室合成，一直在努力尋找它、研究它。

為何說它迷人？

可燃冰是一種有望替代傳統(tǒng)能源的未來能源?？扇急娜紵a(chǎn)物是水和二氧化碳，相較于煤炭和石油等傳統(tǒng)能源，其燃燒過程中不會釋放出粉塵、硫化物等環(huán)境污染物，這使得可燃冰被視為清潔能源。而且，其儲量巨大。

可燃冰作為一種低碳能源，對于我國能源消費綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，推進碳達峰、碳中和“雙碳”目標意義重大。在全球氣候挑戰(zhàn)日益嚴峻的今天，可燃冰開采和商用的重要性也愈發(fā)凸顯。

那又為何說它危險？

甲烷是一種強溫室氣體，相同質(zhì)量的甲烷與二氧化碳相比，它的溫室效應(yīng)是二氧化碳的25倍。如果可燃冰中的甲烷大量釋放到大氣中，可能對全球氣候環(huán)境造成嚴重后果。如果可燃冰在海中大量分解，可能會引發(fā)海底地質(zhì)災(zāi)害以及海洋生物的大量死亡，甚至滅絕。

正是因為可燃冰迷人又危險，科學(xué)家們才更需要準確定位它?？扇急男纬膳c分布通常需要滿足4個條件：低于10℃的低溫，大于50個標準大氣壓的高壓，天然氣供給充足，儲集空間大。在自然界中，它往往分布于水深大于300米的海底沉積物或寒冷的陸地永久凍土帶中，其中絕大多數(shù)可燃冰都來自海洋。

在20世紀30年代，蘇聯(lián)就在被堵塞的天然氣輸氣管道里發(fā)現(xiàn)過可燃冰。20世紀70年代，國際深海鉆探計劃（DSDP）在美國東部海域?qū)嵤┿@探過程中，發(fā)現(xiàn)冰冷的沉積物巖芯“嘶嘶”冒氣泡長達數(shù)小時，后來，科學(xué)家認定那些氣泡就是天然氣水合物。我國在南海神狐海域、珠江口盆地和祁連山凍土區(qū)等地均發(fā)現(xiàn)了可燃冰。

目前，科學(xué)家們已經(jīng)探索出了一些比較成熟的探測方法。最常用的是地震勘探法和電法測井法。這兩種物理探測方式，分別依據(jù)聲波信號和電阻率在不同介質(zhì)中的差異，來鎖定可燃冰。此外，還有一些地球化學(xué)探測方法。例WjfQ1XufoS+I//xPOfBGDQ==如，通過分析甲烷濃度是否異常來判斷，還可以分析海水中離子濃度的變化。另外，也可通過分析碳、氫等穩(wěn)定同位素的方法，識別形成可燃冰的氣體來源于何處。

在長期的探尋中，科學(xué)家們總結(jié)出了一些可燃冰存在的特征。比如，借助一種叫多波束的海洋探測儀器進行探測，如果發(fā)現(xiàn)海底某處出現(xiàn)一種類似“氣煙囪”的氣泡羽狀流，即從海底不斷向上噴涌的甲烷氣體，那么這片海底就可能有可燃冰；若能在海底看見菌席、管狀蠕蟲、貽貝類等依賴甲烷生存的特殊生物，那么，該區(qū)域也很有可能存在可燃冰；此外，海底麻坑和泥火山的出現(xiàn)，也是判斷可燃冰存在的一個間接證據(jù)。

總的來說，盡管大自然蘊含的這一寶藏非常豐富，但想要安全高效地開發(fā)可燃冰，科學(xué)家們還是得絞盡腦汁。

孟慶國介紹，自2002年，一些國家就開啟了對可燃冰的試驗開采，我國也已經(jīng)成功進行過兩輪海域天然氣水合物的試采，并取得了巨大成功。他認為，未來可燃冰應(yīng)該在確保環(huán)境安全的條件下，盡早實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)，以造福人類。

（選自2024年6月24日《中國青年報》，有校改）

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