可燃冰開採雙刃劍:或可加劇溫室氣體甲烷釋放（圖）
據南方都市報報導,永久凍土帶變暖速度加快，意外地為人類開採儲量豐富的「可燃冰」創造了條件。但是，時間緊迫，如果我們無法順利開採這種化石能源，它們很可能加劇致命溫室氣體甲烷的釋放。
西伯利亞西部梅索亞哈氣田，是個像謎一樣的地方。它位於北極圈深處，三十年來一直源源不斷地提供著能源。早在1970年，俄羅斯的工程師們便開始從凍土層下面抽取天然氣，並建立管道使其連接到諾裡爾斯克金屬冶煉廠（北極地區最大的工業）。從上世紀70年代末這項工程基本完成開始，按照預先的估計，到今天這裡所有的甲烷都應該被耗光，但目前的情況是天然氣仍陸續有來：到今天為止，這塊氣田依然為諾裡爾斯克提供著能源。
究竟這些甲烷從何而來？
可燃冰儲量可滿足人類未來1000年的需求
根據俄羅斯地質學家研究，這些甲烷來源於海洋底部的地表層中，當海洋板塊下沉時，較古老的海底地殼會下沉到地球內部，海底石油和天然氣便隨板塊的邊緣湧上表面。當接觸到冰冷的海水和在深海壓力下，天然氣與海水產生化學作用，就形成水合物，在其結構中，有1個甲烷分子和8個水分子。最初，人們認為可燃冰只有在太陽系外圍那些低溫、常出現冰的區域才可能出現，但後來發現在地球上許多海洋底部的沉積物底下，其蘊藏量也極為豐富。
北極藏有大量的天然溫室氣體，它們被困在嚴寒的北極泥濘及大海底部，像厚厚的毯子一樣，覆蓋著海底。這種冰晶甲烷分子的包合物表面看上去像一堆骯髒的冰，但冰塊有很大區別——當靠近火焰的時候，它會像普通的天然氣一樣燃燒，釋放出很多熱能。
可燃冰的形成離不開幾個條件，首先溫度不能太高，溫度為0度以上便可以生成（0-10℃為最佳溫度，最高不超過20℃，否則便會分解）；其次壓力要足夠，但也不能太大，基本在30個大氣壓下即能生成；再次，地底要有氣源。科學家分析，在陸地只有西伯利亞的永久凍土層才具備形成條件並使之保持穩定的固態，而海洋深層200至400米的沉積物中都可能具備這樣的低溫高壓條件。
根據過去二十年的調查研究顯示，海底可燃冰分布的範圍約佔海洋總面積的10%，相當於4000萬平方公里，是迄今為止海底最具價值的礦產資源。據估算，其資源量是全球已知煤、石油和天然氣等化石燃料資源量總和的兩倍，佔地球全部有機碳總量的一半以上，可滿足人類未來1000年的需求。要知道，1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣。
美國能源部負責可燃冰開採項目的雷·鮑斯韋爾說，在十年之內，可燃冰將成為商業上最有利可圖的資源。
開採又花錢又花時間
化石能源的二氧化碳排放係數都很高，其中排放係數最高的為煤炭，約為2.66噸二氧化碳/噸標準煤，其次是石油排放，約為2.5噸，而天然氣約為1.47噸。
可燃冰的副產物只有二氧化碳和水，而不像石油、煤炭類化石能源，燃燒伴隨著大量有害氧化物（如二氧化硫），因此也被認為是代替石油、煤炭的清潔能源。
但開採這種水合物還有複雜的技術問題。
在過去的20年期間，科學家主要是通過重力活塞取芯器從海底抓取深海甲烷水合物樣品。但是樣品一般不是完整地抓取上來，而是從表面拖曳上來的。這樣一來溫壓條件的迅速改變導致水合物的分解。因此科學家們一般都是通過沉積物中細微的化學和物理證據來證實水合物的存在。
到現在為止，當今世界還是缺乏一套行之有效的開採技術，如不能保持高壓低溫的狀態，水合物在被運往海面的途中就會融化。大多數的礦床地點很可能都過於分散而不利於經濟開採。另外面臨經濟開採的問題還有：偵測可採行的儲藏區、以及從水合物礦床開採甲烷氣體的技術開發。
經過研究得出了三種有可能實現的可燃冰的開採方案：第一種是解熱法，即利用可燃冰在加溫時分解的特性，使其由固態分解出甲烷蒸汽，但此方法難度在於不好收集。
第二種是降壓法，利用核輻射效應使其分解，但這種方法同樣面臨管道布設及高效收集等問題。
第三種是置換法，將CO2液化，注入1500米以下的洋麵，生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，於是就會沉入海底。如果把CO2注射入海底的甲烷水合物儲存層，因CO2較之甲烷易於形成水合物，因而就可能將甲烷水合物中的甲烷分子擠走，從而將其置換出來。要保持高溫低壓的條件把水合物以固體的形態運到海面同時也需要巨額資金，而去除混入甲烷水合物中的泥土和岩石也需要時間。
目前，中國、美國、加拿大，日本、印度、韓國、挪威等地已經開始了各自的研究計畫，期望在2015年將進行第一次商業性可燃冰試開採，並要以滿足天然氣的長期供應為主。預計在2020年後能實現陸上凍土區天然氣水合物並在2030年後實現海底水合物等兩項商業性開發。
惡性循環，毀滅地球？
近年來，科學家提出「可燃冰假說」來解釋「百慕大三角之謎」—— 在這裡航行的艦船或飛機常常神秘失蹤。
因為百慕大海底正是一塊著名的天然氣水合物產地，如果大量氣體突然釋放到海裡，海水的比重會迅速變輕，如果此時剛好有輪船經過，非常可能出現輪船莫名其妙失蹤的事情。飛機失蹤也可以解釋：以甲烷為主的大量可燃氣體從海水中冒出，若恰好飛機飛過，很有可能發生爆炸燃燒。
由於地震或其他原因，一旦可燃冰的甲烷大量釋放，溫室效應比二氧化碳要大10-20倍。這是個惡性循環：哪怕氣溫不過增高幾度，都可以導致這些氣體揮發，並且以脈衝式噴發活動進入大氣，促使溫度進一步升高，並排放出更多尚未釋放的甲烷，暖化地球和深層海水，如此不斷循環。這種連鎖反應一旦觸發，將造成全球性變暖失控，後果不堪設想。
地質學家米切爾在最近的著作《當物種瀕臨滅亡：有史以來最大的滅絕危機》中，為這個劃時代的悲劇提出科學證據佐證。在PETM時期，為火山活動所產生的二氧化碳等溫室氣體，使地球及海洋的溫度升高，造成大量甲烷由脆弱的氣水包合物中釋出，引發失控的溫室效應。
科學家推測，只要氣溫增加約10.8℃，以目前化石燃料的消耗情形，大規模溫室效應在2100年前即可達到。更糟糕的是，如北極理事會所發現的，人為溫室氣體導致氣溫上升最厲害的地方，將是北極地區——一個富含不穩定可燃冰的場所。
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來源： 南方都市報
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