“可燃冰”对整个人类的威胁
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自20世纪60年代以来,人们陆续在冻土带和海洋深处发现了一种可以燃烧的物质,这种物质在地质上称为天然气水合物,它是一种由天然气(主要是甲烷)和水组成的外形像冰的白色固体物质,由于它含有大量甲烷气体,可以直接燃烧,因而俗称可燃冰。可燃冰通常存在于岩石的孔隙或裂隙中,呈分散状、结核状、层状或块状产出,其颜色随分子结构的不同而有白色、淡黄色、琥珀色和暗褐色等多种。可燃冰在岩石中起着粘合剂的作用,使岩石变得致密、坚硬、不透气,从而可以作为盖层把下面的天然气盖住。
可燃冰的分布
可燃冰的形成需要4个基本条件:第一是低温,一般要求温度低于10℃;第二是高压,一般要求压力大于10兆帕;第三是地层中要有充足的天然气供给;第四是地层中要有充足的孔隙空间。可燃冰在自然界的分布有两种类型,一种是极地分布区,即高纬度的永久冻土带或大陆架上的永久冻土带,它们主要是在低温和较低压力条件下形成的。已发现的极地可燃冰主要分布于北极圈内,例如加拿大北部、阿拉斯加和俄罗斯西伯利亚北部的永久冻土带;另一种类型则广泛分布于海洋中的海底,主要蕴藏于大陆边缘水深较大的大陆坡、海山、边缘海深水盆地以及内陆海中。由于海洋的面积大于永久冻土带面积,而且气源供给更为充分,因此海底可燃冰的资源总量大于极地可燃冰资源量。由于可燃冰只能存在于较低的温度和较高的压力条件下,因此海洋中可燃冰稳定存在的水深要求在300米以上。另外,海底可燃冰的分布范围可以从海底一直延伸到海底之下1000米,再往深处则由于地温升高而不复存在。冻土带可燃冰的分布范围从地表以下150米到2000米都有可能存在。
研究发现,海洋可燃冰主要分布于沉积物堆积最厚的地区,原因是沉积越快有机物质保存的数量越多,从而衍生成天然气的数量就越多。如美国布莱克海岭晚渐新世到全新世的沉积速率高达160—190米/百万年;东太平洋海域中美海槽的钻探结果表明,该区赋存可燃冰的新生代沉积速率高达1055米/百万年;而日本南海海槽中新世到全新世沉积速率超过1000米/百万年。美国和日本在上述海域均已采集到可燃冰样品。对可燃冰样品的研究发现,可燃冰常常赋存于颗粒粗有裂隙的沉积物中,原因是颗粒粗有裂隙的沉积物具有较大的有利于形成可燃冰的孔隙空间。
可燃冰年复一年地积累,形成延伸数千至数万里的矿床。它每立方米中含有200立方米的可燃气体,已探明的储量比煤炭、石油和天然气加起来的储量还要大几百倍。
温室气体给全球环境造成的影响,现在可以说尽人皆知,除了还没出生的以及还没有学到相关知识的人外。气温的上升必然使可燃冰中的气体分解出来,未燃烧的是有毒的,燃烧的又将生成二氧化碳气体——温室气体。
可燃冰”是燃料库亦可成“炸药桶”
在某些地方,甲烷释放区域长达2公里,海底的“可燃冰”冰层厚达6米。科学家建议,在黑海地区地图上标出甲烷释放活跃地,以确保航行安全。海底丰富的甲烷储量已对航行构成严重的威胁,如果船只碰撞到这个海底“炸药桶”,后果将不堪设想。
海底可燃冰属大面积分布,其分解出来的甲烷很难聚集在某一地区内收集,而且一离开海床便迅速分解,容易发生喷井意外。更重要的是,甲烷的温室效应比二氧化碳厉害10至20倍,若处理不当发生意外,分解出来的甲烷气体由海水释放到大气层,将使全球温室效应问题更趋严重造成大陆架边缘动荡而引发海底塌方,甚至导致大规模海啸,带来灾难性后果。目前已有证据显示,过去这类气体的大规模自然释放,在某种程度上导致了地球气候急剧变化。8000年前在北欧造成浩劫的大海啸,也极有可能是由于这种气体大量释放所致。
在五千五百万年前,有过一次海底可燃冰大量释放过程,结果全球急剧变热,海底生物大灭绝。