从百慕大的“杀手”之谜到未来的能源之星--“易燃冰”_甲烷论文

从百慕大的“杀手”之谜到未来的能源之星--“易燃冰”_甲烷论文

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新华社电讯一鸣惊人

2002年1月8日,新华社电讯爆喜讯——我国地质部门在南海海域某区经两年多调查获重大发现:在该海域8000多平方公里范围的海床下蕴贮着丰富的“可燃冰”资源!

专家们还发现,除南海海域外,我国东海海域也有类似“可燃冰”资源。这些重大发现,表明我国在今后未来社会发展和经济建设上将拥有极为关键的替补燃料作为后备支撑。

那么,“可燃冰”到底是种什么物资,它的重要作用究竟在哪里,以及有关它的来龙去脉又是怎么回事呢?不妨请读者朋友先回溯一番曾闹得沸沸扬扬的百慕大三角区“杀手”之谜吧……

恐怖的百慕大三角区

在美国南部佛罗里达半岛西面的大西洋中,有一座百慕大群岛。把它与南方的古巴、牙买加和波多黎各北缘一线连接起来,组成一个边长约2000公里的巨大三角形海区,这就是所谓的“百慕大三角区”。五十多年来,不断有飞机、轮船在这里神秘失踪,而且连残骸和遇难者的尸体都找不到。

关于百慕大三角海区的“杀手”究竟是谁,人们长期以来提出了各种假设,像什么地震海啸与“侧向风”、“蓝洞”的涡流、地壳裂缝冒气、强烈的次声波、磁异常、是飞碟所为……可谓五花八门,仁者见仁智者见智,始终没有一个“一言九鼎”令人无可置疑的确切答案。

不过在1990年美国科学促进协会156届年会上,众多专家倒是纷纷看好了另一种有关百慕大三角区“杀手”之谜的“戴维森假设”。“戴维森假设”认为:几百万年的地球进化史,使百慕大三角区海床沉积有大量动、植物尸体和沉船遗物等有机物质,这些有机物质不可避免要腐烂、变质、发酵,形成大面积的甲烷气体;而所生成的这种甲烷气体,在深海低温兼高压条件下,结晶成为一种特殊的冰晶类物质——甲烷水合物,也就是“可燃冰”。

“可燃冰”的溶点比普通天然冰的容点要高,也即很容易解冻溶化。正因为可燃冰具有这种属性,所以一当其原有的那种低温兼高压周围环境条件有所变化,“可燃冰”就会溶化,释放出大量甲烷气。

在海底“可燃冰”溶化释放大量甲烷气的过程中,可导致其所在海域的海水不断翻腾,形成巨大面积的气泡阵,而这些气泡窜腾升空后又会形成这一海域上空巨大云雾状气团。

当轮船经过这种一阵阵间歇不定变化的海域时,就注定了将“死无葬身之地”。因为这时海水中充满了甲烷气炮,从而使其密度下降,导致海水无法产生足够的浮力去承载船体重量,船只便注定了无法逃脱迅速下沉的悲惨命运。而当飞机飞过此海域上空时,由于飞机机尾排出的灼热废气引燃了不断喷涌上升的甲烷气,结果也导致了飞机难逃被烧毁焚灭的悲参厄运。

“戴维森假设”一时间引起人们极大关注。“可燃冰”一词也同时亮相于大千世界。正所谓“横看成岭侧成峰”,看问题的角度不同,导致了灾害学家们认为洋底“可燃冰”是“杀手”“罪魁”,而能源科学家们则欣嘉若狂——人类将从此又找到一种充满未来前景的替补能源资源!

“可燃冰”给人类带来巨大希望

地质学家们预测,地球石油储量经不起人类的加剧使用,再过15年石油将会出现资源性危机,前景堪忧。因此急迫寻求新的能源资源就成为人类头等要事。

而“可燃冰”资源的先被假设后又被探明,恰似“及时雨”般令人们看到了新希望。

据科学家们推算,全球“可燃冰”资源中所含存的能量竟高达天然气、石油及煤碳燃料资源贮量总和的两倍之多。据美国地质调查学会估算,仅贮存于美国海域海床下的“可燃冰”资源储量就相当于200亿立方英尺的天然气贮量当量值,而这样一个能源大宝库,按目前美国耗能速度及耗量来推算,足够供美国这样一个耗能大国燃耗使用长达2000多年之久。这是多么鼓舞人心的前景!

“可燃冰”的形成机制

经专家分析,那些分布在深海域海床下的“可燃冰”,其形成机理为:在至少为600~800米深的海床上,大量细菌吞食动植物等有机物质残遗体时会分泌释放出甲烷气;而在深海下往往又水温较低,压力较高,这样就导致了这些由细菌吞食消化动植物等有机物质残遗体时所释放出的甲烷气被“压缩”“冷冻”,周围沙土混杂物等混掺“冻”在了一起,形成一种“混凝土”似的甲烷冰冻水合物,也就是“可燃冰”。

还有另外一种“可燃冰”形成机理更为奇特:地热将地下沉积的有机物质“烹热”,形成“石油气”和碳氢化合物气体,这些气体沿着地下各缝隙上升穿行,最终穿越地层抵达深海下的海层位,而这些气体也同样会在深海海床位那种低温高压周围环境条件下凝结成气体水合物,这就是称为碳氢化合物气体水合物的形成机制,不过人们也统称其为“可燃冰”。

各国纷纷着手加大力度研究“可燃冰”

“可燃冰”这种极具使用前景的新燃料,一经被人们认识,便名声久久回响在世界各国的国会、大学研究所、石油公司等机构组织的议事厅内。各国科学家们纷纷上书政府,提出要抢滩“高地”进行探索开发。

日本,作为一个能源储量贫缺、耗能大、其油气燃料主要依赖进口的国家,对探索“可燃冰”的积极性更是首当其冲。例如:日本国立石油公司就对“可燃冰”的研究开发课题兴趣很大,只是为了保住商业秘密,始终不动声色地在暗中研试着各种由“可燃冰”中提取天然气方面的技术秘密。1994年,日本国际贸易及工业厅曾出台一项研究“可燃冰”的五年计划。1998年2~3月间,日本石油公司同加拿大地质调查学会联手在加拿大西北Mackenzie Detla地区一个岛上实施钻取永冻土层下“可燃冰”芯样的钻探作业,以为在日本本土实施正式钻探作业做“预演”、“热身”准备。

而美国、加拿大、印度、韩国、挪威等国也都纷纷出手,欲在此项“抢滩”大战中“抢占到制高点”……当然,我国作为一个耗能大国,也对“可燃冰”投入了一定的研究力量。

有关“可燃冰”的技术性问题

“可燃冰”虽然是块“香饽饽”,但真正要吃到嘴里,谈何容易。因为它的勘探定位及提取转气很难。

首先涉及其勘探定位技术。目前大致有两种方法。其一,在海水中实施爆炸,爆炸声波下传到海床深层地质结构,声波反射回海面,海面工作人员根据回波特性推断出海床深层地质结构的特点及判断是否含存“可燃冰”资源。其二,主要是估算渗透海床的声波的行进速度,因为“可燃冰”的结构同其它软质沉积物不同,二者通过声波时,传播速度前者远高于后者,根据这一原理识辨。

而从“可燃冰”中提制可燃气又是横在人们面前的一大难关。有一种技术目前正引起人们关注,即将钻头深钻达到“可燃冰”储存的下位,目的是把地下低于“可燃冰”储层位的更深处的热气或热水提升到“可燃冰”储层位,来融化“可燃冰”,使之放出甲烷气,然后再按常规提取天然气的方法提取。

总之,“可燃冰”恰似“一枝红杏出墙来”,给世人带来了春意和希望。尽管它作为一种新生燃料资源“后备军”为世人了解的程度还太低太少,但日本在“可燃冰”项目上的巨大积极性,正刺激着其它各国。如今,一个抢滩“可燃冰”的大战序幕已拉开,有识之士相信,“好戏连台”就会爆发在不远的将来……

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