【中國(guó)科技網(wǎng)】原位實(shí)驗(yàn)首次證實(shí)天然氣水合物可到達(dá)海表
科技日?qǐng)?bào)記者?宋迎迎 通訊員 王敏
記者22日從中國(guó)科學(xué)院海洋研究所獲悉,該所科研人員基于自主研制的深海原位拉曼光譜探測(cè)系統(tǒng),構(gòu)建了天然氣水合物上升時(shí)隨水深變化的演化模型,并通過(guò)深海原位實(shí)驗(yàn)首次證實(shí)了天然氣水合物可攜帶冷泉?dú)怏w到達(dá)海表。該成果近日以封面文章形式發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《地球化學(xué)觀點(diǎn)快報(bào)》。

?《地球化學(xué)觀點(diǎn)快報(bào)》封面文章截圖。
海洋中的天然氣水合物儲(chǔ)量豐富,其蘊(yùn)含的天然氣資源總量相當(dāng)于傳統(tǒng)化石燃料碳總量的兩倍,是未來(lái)理想的清潔能源之一。但天然氣水合物不穩(wěn)定,海平面變化、海底地震、滑坡、開(kāi)采不當(dāng)?shù)榷伎赡茉斐善涫Х€(wěn)分解。由于甲烷氣體具有較強(qiáng)的溫室效應(yīng),漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期中經(jīng)常發(fā)生的大規(guī)模環(huán)境變化,很可能與海底大量天然氣水合物分解有關(guān)。近幾十年,科研人員對(duì)天然氣水合物的性質(zhì)、穩(wěn)定性等做過(guò)各種實(shí)驗(yàn)、預(yù)測(cè)與評(píng)估。但天然氣水合物發(fā)生失穩(wěn)時(shí),在海洋中會(huì)經(jīng)歷怎樣的上升過(guò)程,其攜帶冷泉中的甲烷氣體在海水中能夠到達(dá)的深度等關(guān)鍵問(wèn)題,一直以來(lái)尚未明晰。

??全球冷泉噴口與天然氣水合物分布示意圖。
針對(duì)這一問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所張?chǎng)螆F(tuán)隊(duì),借助“科學(xué)”號(hào)科考船及“發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV(纜控水下機(jī)器人),在南海海域的陵水、海馬冷泉區(qū)和F站位(又稱(chēng)“蛟龍冷泉區(qū)”),利用活躍的冷泉噴口進(jìn)行天然氣水合物上升分解原位實(shí)驗(yàn),并通過(guò)拉曼光譜探測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)天然氣水合物上升過(guò)程中的相態(tài)變化。研究發(fā)現(xiàn),水合物在海水中上升會(huì)經(jīng)歷三個(gè)階段的變化:形貌沒(méi)有變化但存在氣體逸出過(guò)程的亞穩(wěn)態(tài)階段,外圍水合物分解與內(nèi)部水合物生長(zhǎng)共存的第二階段,內(nèi)部水合物完全分解的第三階段。

拉曼原位實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)可燃冰分解過(guò)程。
通過(guò)對(duì)原位實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合研判,研究人員發(fā)現(xiàn),水合物膜的形成能夠大大增加甲烷氣體的生存能力,攜帶甲烷氣體到達(dá)表層海水甚至是大氣,這可能是冷泉?dú)怏w影響淺層水體或者大氣環(huán)境的一種重要運(yùn)輸方式。該項(xiàng)研究細(xì)化了水合物分解過(guò)程與海水深度之間的關(guān)系,加深了對(duì)氣體水合物分解演化機(jī)制的理解,為天然氣水合物上升分解過(guò)程提供了新的見(jiàn)解。
?。ㄖ袊?guó)科學(xué)院海洋研究所供圖)
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