2019年最令人万众瞩目（扼腕叹息）的宏篇巨作的电视剧莫过于权力的游戏第八季了，然而，今天我们要谱写的是一曲真正的冰与火的赞歌——可燃冰。
冰与火的完美结合
这是一种特殊的冰，虽然温度很低，但是一遇到火种便会熊熊燃烧，形成“冰火交融”的自然奇观。这种冰有自己独特的形成条件和储藏位置，或埋藏于陆上永久冻土层中，或深潜于深达千米的海底。
它是什么？它就是天然气水合物，俗称“可燃冰”。它的分子结构是以甲烷为主的有机分子被包在水分子组成的“笼子”里，这是因为当甲烷分子在海底低温高压环境下，遇到水分子就会形成一种笼状化合物。
看，可燃冰在燃烧
研究发现，1立方米的可燃冰可以分解为164立方米的甲烷，它燃烧后只会产生二氧化碳和水，不会留下固态残渣，也不会产生有害气体，是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源，分布广泛而且储量巨大。
2017年5月18日，中国地质调查局在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，这个事件具有里程碑的意义。未来如果能够大规模开采这种储量丰富、高能量密度的能源，将有助于缓解能源危机。
确认可燃冰的存在
1934年，美国人哈默·施密特（Hammer Schmidt）在被堵塞的输气管道中发现了可以燃烧的冰块，它叫“甲烷气水合物”。自然界中真有像冰一样的“天然气水合物”吗？
1946年，苏联学者斯特里诺夫认为：只要有合适的温度和压力，自然界必定会有天然气水合物的形成！不仅能够形成，而且还能够聚集成为“天然气水合物矿藏”！比如，处于极冷的地区或压力足够高的地下，就可能形成“天然气水合物矿藏”！
1968年，苏联地质学家在一年四季都冷风刺骨的西伯利亚麦索雅哈发现了“天然气水合物矿藏”；1972年，美国人首次在阿拉斯加冰胶结的永冻层中采到天然气水合物的样品。西伯利亚和阿拉斯加常年冻土，风雪严寒，自然具有形成“天然气水合物”的极冷条件。
1968年，美国“地球深部取样海洋研究机构联合体（JOIDES）”实施深海钻探计划（DSDP），其目的是在世界大洋打大量不太深的钻井，采集沉积岩心，取得洋底地壳上层的资料。执行任务的“挑战者号”钻探船上的地球物理学家为此进行了大量的地震勘探，却发现地震波反射剖面上出现了奇怪的现象：原本是一层层有序的、向深部速度呈递增的波列，现在却出现了与海底平行的波列、浅部高速度叠置在深部低速度层上的波列，出现了海底某一段没有反射的“空白”波列——这些被地球物理学家称为“似海底反射层”的怪现象，引起了海洋地质学家的怀疑：浅部的高速度层，会不会是被海底低温的冰冻结的地层？会不会是成层状的可燃冰？
似海底反射层(Bottom simulating reflection简称:BSR)，一般被认为是天然气水合物存在的地震指示标志
1979年，美国挑战者号执行深海钻探计划第66、67航次，开赴中美洲海槽，找到了存在“似海底反射层”这一怪现象的海域，打钻的结果是看到了科学家们期待已久的可燃冰的倩影！这使科学家们确信，只要有“似海底反射层”这一怪现象存在的海域，就可能存在着可燃冰。1981—1986年间，DSDP第84、96、112航次在秘鲁海槽、南墨西哥滨海带、危地马拉滨海带等地发现了可燃冰的存在；1990—1993年间，又在太平洋西岸、美国西海岸、日本滨海、日本南海海沟等地发现了可燃冰的存在。
美国挑战者号
目前世界上已发现的海底天然气水合物主要分布区有大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东岸外的布莱克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、日本海、四国海槽、日本南海海槽、冲绳海槽、南海、苏拉威西海和新西兰北部海域等，东太平洋海域的中美海槽、加州滨外、秘鲁海槽等，印度洋的阿曼海湾，南极的罗斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，以及大陆内的黑海与里海等。全球的可燃冰98%分布在海洋的沉积物当中，2%分布在永久冻土带。
可燃冰分布区
试采成功 意义重大
中国从1999年开始可燃冰的勘查。经过近20年的不懈努力，2017年首次海域可燃冰试采成功，突破了深海浅软地层可燃冰开发的难题，并连续试开采60天，累计产气超过30万立方米，取得了持续产气时间最长、产气总量最大、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果，创造了产气时长和总量的世界纪录。
试开采成功的可燃冰在熊熊燃烧
中共中央、国务院对海域天然气水合物试采成功发来贺电，贺电称：“天然气水合物是资源量丰富的高效清洁能源，是未来全球能源发展的战略制高点。经过近20年不懈努力，我国取得了天然气水合物勘察开发理论、技术、工程、装备的自主创新，实现了历史性突破……”
中国可燃冰试采平台蓝鲸1号
据统计，全世界海底天然气水合物中储存的甲烷总量约为1.8×108亿立方米，约合11万亿吨，是当前已探明的所有化石燃料（包括煤、石油和天然气）中碳含量总和的2倍，其储量之大，分布面积之广，是人类未来不可多得的能源，是人类未来动力的希望。
随着环境问题日益严重以及能源的日渐枯竭，降低能源消费、减少污染物的排放是重中之重。因此，推动全球清洁能源的高效开发、配置、利用，是实现世界能源可持续发展的必由之路，而可燃冰正是其中一种人类未来不可多得的清洁能源。
图文：王晨阳 郭友钊
本文转载自：地震三点通
