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緣起

6月6日，本報(bào)報(bào)道:我國海域天然氣水合物資源調(diào)查獲得重大突破，中國地質(zhì)調(diào)查局在我國南海北部神狐海域成功鉆取獲得了高純度可燃冰實(shí)物樣品。消息甫一傳出，引起極大轟動(dòng)，本報(bào)讀者紛紛來電希望了解詳細(xì)經(jīng)過。我們特組此稿，以饗讀者。

激動(dòng)人心的時(shí)刻：點(diǎn)燃天然氣水合物樣品揮發(fā)的天然氣。 照片來源：中國地質(zhì)調(diào)查局

　　“可燃冰”巖芯樣品釋放的氣體可直接點(diǎn)燃。資料照片

　　參加天然氣水合物采樣的海洋地質(zhì)鉆探船。照片來源：中國地質(zhì)調(diào)查局 　　

　　冰中之火 知易求難

天然氣水合物又稱可燃冰。二十世紀(jì)七十年代，美國地質(zhì)工作者在海洋中鉆探時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種看上去像普通干冰的東西，當(dāng)它從海底被撈上來后，那些“冰”很快就成為冒著氣泡的泥水，而那些氣泡卻意外地被點(diǎn)著了，這些氣泡就是甲烷。據(jù)研究測(cè)試，這些像干冰一樣的灰白色物質(zhì)，是由天然氣與水在高壓低溫條件下結(jié)晶形成的固態(tài)混合物。目前的科研考察結(jié)果表明，它僅存在于海底或陸地凍土帶內(nèi)。純凈的天然氣水合物外觀呈白色，形似冰雪，可以像固體酒精一樣直接點(diǎn)燃，因此，人們通俗、形象地稱其為“可燃冰”。

科學(xué)家的研究結(jié)果表明，可燃冰的能量密度非常高，1立方米可燃冰可以釋放出164立方米的天然氣。目前地球上可供人類開采的石油、煤炭等能源正在不斷減少，許多國家正在尋找新的替代能源，可燃冰的發(fā)現(xiàn)立即引起人們的關(guān)注。一些國家相繼把可燃冰作為后續(xù)能源進(jìn)行開發(fā)研究，對(duì)可燃冰的科學(xué)考察取得可喜成績。美國、日本等國家先后在海底獲得了可燃冰實(shí)物樣品，而加拿大在凍土帶內(nèi)找到了可燃冰。綜合考察表明，天然氣水合物資源量巨大，據(jù)保守估算，世界上天然氣水合物所含的有機(jī)碳的總資源量，相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣總量的2倍。特別是天然氣水合物的主要成分是甲烷，燃燒后幾乎沒有污染，是一種綠色的新型能源。從其儲(chǔ)量之大、分布范圍之廣和應(yīng)用前景之好來看，它是石油、天然氣、煤等傳統(tǒng)能源之后最佳的接替能源?？扇急c(diǎn)燃了人類二十一世紀(jì)能源利用的希望之光。

但是要觸到這束希望之光并不容易。有關(guān)研究成果表明，可燃冰形成的必要條件是低溫和高壓，因而它主要存在于凍土層和海底大陸坡中。這些賦存所需要的特殊溫度和壓力條件，使人們采集可燃冰的實(shí)物樣品十分困難，不僅需要高投資，還需要游泳航海、地質(zhì)鉆探、樣品取存等方面的高技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備。

可燃冰的開發(fā)利用更是世界性難題。科學(xué)家指出，開發(fā)可燃冰非常危險(xiǎn)，由于水化物是在低溫高壓下形成的，它的主要成分是甲烷80％、二氧化碳20％，一旦脫離地下和海底，氣化造成的“溫室效應(yīng)”十分嚴(yán)重。且開采時(shí)還有可能導(dǎo)致海床崩塌使甲烷大量釋放，釋放過程中一旦失控，難免釀成災(zāi)難。因此有人認(rèn)為可燃冰成為新能源只是人類的一個(gè)希望，在今后幾十年內(nèi)，它還是可望而不可及的。

　　神狐海域 收獲神奇

我國從1997年開始組織開展對(duì)天然氣水合物的前期研究。1999年，國土資源部啟動(dòng)了天然氣水合物的海上勘查，開展了18個(gè)航次的調(diào)查工作，發(fā)現(xiàn)我國南海北部陸坡存在非常有利的天然氣水合物賦存條件，并取得了一系列地球物理學(xué)、地球化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)等明顯證據(jù)。

2003年12月底，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局首次在南海北部海域，利用海底攝像技術(shù)在3000米深海底發(fā)現(xiàn)了灰白色團(tuán)塊狀的沉積物質(zhì)，分析認(rèn)為，這種灰白色團(tuán)塊狀物質(zhì)是深部地層中的可燃冰分解后，甲烷氣體沿海底斷裂噴溢出海底后形成的。該結(jié)論得到國際可燃冰權(quán)威專家的認(rèn)同。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)，中國南海北部海域有可燃冰。

2007年4月21日，我國正式啟動(dòng)南海北部陸坡海域天然氣水合物鉆探工作。鉆探由中國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)一組織部署,分兩個(gè)航次實(shí)施，由中國科學(xué)家主持科研和調(diào)度工作，同時(shí)有來自9個(gè)國家的外國科學(xué)家和工程技術(shù)人員參與工作。在航次鉆探開始前，科學(xué)家經(jīng)過地球物理資料的精細(xì)處理和反復(fù)研究，圈定出2個(gè)重要目標(biāo)區(qū)，確定了8個(gè)鉆探井位。

5月1日凌晨，鉆探船在南海北部神狐海域的一號(hào)鉆探站位，鉆探獲取海底多段沉積物巖芯，樣品取自海底以下183米至201米，水深約1245米?？茖W(xué)家在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)巖芯進(jìn)行X-射線影像、紅外掃描和數(shù)十項(xiàng)測(cè)試分析，確認(rèn)多個(gè)層段含有分散浸染狀和薄層狀天然氣水合物?？疾烊藛T在現(xiàn)場(chǎng)迅速剖開巖芯，因釋壓和升溫的影響，樣品大部分迅速分解氣化，但在樣品新鮮切面仍清晰保留細(xì)小斑點(diǎn)狀天然氣水合物的白色晶體。

“我們將保壓巖芯樣品放入水中，涌出了大量氣泡，將這些釋放的氣體直接點(diǎn)燃，火苗是藍(lán)色的，非常旺盛?！焙酱问紫茖W(xué)家、中國地質(zhì)調(diào)查局張海啟博士向記者介紹當(dāng)時(shí)的情景時(shí)，仍然十分興奮。

據(jù)張海啟博士介紹，第一個(gè)站位取得成功后，他們又于5月15日在第四個(gè)站位成功獲得了天然氣水合物實(shí)物樣品，其測(cè)試結(jié)果更是振奮人心，測(cè)井、溫度等各項(xiàng)分析數(shù)據(jù)證實(shí)，天然氣水合物的沉積層厚度達(dá)34米，氣體中甲烷的含量高達(dá)99.8%。無論是礦層厚度之大、水合物豐度之高，還是甲烷含量之純，都遠(yuǎn)超出世界上其他地區(qū)類似分散浸染狀的水合物?！拔覀儾粌H只鉆了3口半探井就成功獲得了天然氣水合物實(shí)物樣品，而且這是一種從未被發(fā)現(xiàn)的全新類型樣品?！睆埡⒄f。在神狐海域，我們獲得了一個(gè)神奇的成功。

中國地質(zhì)調(diào)查局副局長、總工程師張洪濤接受采訪時(shí)指出，我國首次實(shí)施鉆探，就成功獲取實(shí)物樣品，驗(yàn)證了我國基礎(chǔ)地質(zhì)工作的實(shí)力，展示了我國南海北部海域巨大的天然氣水合物資源遠(yuǎn)景。這一巨大成功，凝聚了全國各地、各單位上百位科學(xué)家辛勤勞動(dòng)的結(jié)晶，體現(xiàn)了各部門的相互配合和大力支持。

　　中國的發(fā)現(xiàn)讓人類離可燃冰更近

由于能源的緊缺，國際社會(huì)高