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2007年夏天，中國科學(xué)家在南海東沙群島西南部海域新發(fā)現(xiàn)了潛在的可燃冰發(fā)育區(qū)，有可能成為中國未來可燃冰開采的首選區(qū)。目前全球蘊藏的煤和油氣等資源僅夠人類今后數(shù)十年之用，許多人認(rèn)為，可燃冰有望取代煤、石油和天然氣，成為21世紀(jì)的新能源。這一消息立即引起了國內(nèi)外轟動，雖然這不是中國的最早發(fā)現(xiàn)。

    可燃冰是“天然氣水合物”的俗稱。它是甲烷類天然氣被包進(jìn)水分子中，在海底低溫與壓力下形成的的透明結(jié)晶，多呈白色或淺灰色。因為外貌類似冰雪，可以像酒精塊或蠟燭一樣燃燒，故人們稱它為“可燃冰”。可燃冰像常規(guī)天然氣一樣，完全燃燒后只剩下二氧化碳和水，幾乎不留下任何污染，是一種綠色能源。目前，國際科技界公認(rèn)的全球“可燃冰”總能量，是所有煤、石油、天然氣總和的2～3倍。

    有天然氣的地方不一定都有可燃冰，形成可燃冰至少要滿足三個條件：一是溫度要低。海底的溫度為2℃至－2℃，才適合“可燃冰”的形成，高于20℃就分解。二是壓力要足夠大。在0℃時，只需要30個大氣壓就可形成可燃冰。海深每增加10米，壓力就增大1個大氣壓，因此海深300米就可達(dá)到30個大氣壓，越深壓力越大，可燃冰就越穩(wěn)定。三是要有甲烷氣源。海洋生物和微生物死后，尸沉海底，經(jīng)過細(xì)菌分解后成甲烷、乙烷等可燃?xì)怏w。

    按上述條件，形成“可燃冰”的區(qū)域一個是高緯度的凍土層。如美國的阿拉斯加、俄羅斯的西伯利亞都已有發(fā)現(xiàn)，而且俄國已開采近20年。另一個是海底大陸架斜坡。如美國和日本的近海海域，加勒比海沿岸及我國南海和東海海底均有儲藏，專家估計我國黃海海域和青藏高原的凍土帶也有儲藏。

    冰中之火知易求難

    早在二十世紀(jì)七十年代，美國地質(zhì)工作者在海洋中鉆探時，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著了，這些氣泡就是甲烷。據(jù)研究測試，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。可燃冰點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，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年開始組織開展對天然氣水合物的前期研究。1999年，國土資源部啟動了天然氣水合物的海上勘查，開展了18個航次的調(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)了灰白色團塊狀的沉積物質(zhì)，分析認(rèn)為，這種灰白色團塊狀物質(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，中國南海北部海域有可燃冰。

    2007年4月21日，我國正式啟動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,分兩個航次實施，由中國科學(xué)家主持科研和調(diào)度工作，同時有來自9個國家的外國科學(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個重要目標(biāo)區(qū)，確定了8個鉆探井位。

    同年5月1日凌晨，鉆探船在南海北部神狐海域的一號鉆探站位，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。科學(xué)家在現(xiàn)場對巖芯進(jìn)行X-射線影像、紅外掃描和數(shù)十項測試分析，確認(rèn)多個層段含有分散浸染狀和薄層狀天然氣水合物。考察人員在現(xiàn)場迅速剖開巖芯，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)小斑點狀天然氣水合物的白色晶體。如果將保壓巖芯樣品放入水中，涌出大量氣泡，將這些釋放的氣體直接點燃，火苗是藍(lán)色的，非常旺盛。

    第一個站位取得成功后，又于5月15日在第四個站位成功獲得了天然氣水合物實物樣品，其測試結(jié)果更是振奮人心，測井、溫度等各項分析數(shù)據(jù)證實，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。不僅只鉆了3口半探井就成功獲得了天然