隨科學(xué)家“潛”入深海，領(lǐng)教潔凈新能源的能量和它的“壞脾氣”
海底原來(lái)是漏的，而且“漏”出了包括可燃冰在內(nèi)的諸多寶貝。然而，海底的寶貝們也不是一貫與人為善的，百慕大黑三角之謎居然有可能是可燃冰干的壞事。7月9日晚的第37期新民科學(xué)咖啡館，人們的目光隨中科院院士、同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室汪品先教授一起“潛”入深海，領(lǐng)教了可燃冰這一潔凈新能源的能量、潛力和“壞脾氣”。汪品先特別提醒，充滿未知數(shù)的深海能源開(kāi)發(fā)雖然是將來(lái)的事兒，但勢(shì)必是“兵家必爭(zhēng)之地”，我國(guó)科學(xué)家應(yīng)盡早掌握主動(dòng)權(quán)。
可燃冰有機(jī)碳量 人類可用1000年
星星點(diǎn)點(diǎn)的白色晶體，散布于海底來(lái)的大團(tuán)泥巴里。潑點(diǎn)水上去，立即冒出大量氣泡。給氣泡點(diǎn)火，或者直接把白色冰晶拿在手中點(diǎn)燃，火苗旺盛。這晶體就是俗稱“可燃冰”的天然氣水合物，而這氣泡就是其能量所在——甲烷。所謂“天然氣水合物”，其實(shí)就是高度壓縮的固體天然氣，遇上合適的溫度和壓力，1立方米天然氣水合物可釋放約164立方米的甲烷。而在超過(guò)500深的海底，低溫和高壓讓水結(jié)成冰，將甲烷分子緊鎖其中。至于這些甲烷，有的來(lái)自于海洋中沉積的生物尸體，有些則是從地球內(nèi)部冒出來(lái)的。
科學(xué)家相信，海底可燃冰分布的范圍約4000萬(wàn)平方公里，占海洋總面積的10%。把地球上所有的海洋生物、碎屑有機(jī)碳、陸地生物、溶解有機(jī)碳、地層中的有機(jī)碳和化石燃料等加起來(lái)，還不及可燃冰所含的有機(jī)碳來(lái)得多。據(jù)初步估算，這些有機(jī)碳相當(dāng)于全球已知的煤、石油和天然氣的2倍，可滿足人類1000年的需求。
日前在我國(guó)南海北部陸坡發(fā)現(xiàn)的可燃冰，遠(yuǎn)景資源量可達(dá)上百億噸油當(dāng)量，這與目前全世界一年的能源消費(fèi)總量相當(dāng)，相當(dāng)于中國(guó)陸上石油總量的50%左右。事實(shí)上，可燃冰不是深海的專利，高緯度凍土帶也可能有巨大的可燃冰儲(chǔ)量。據(jù)預(yù)測(cè)，我國(guó)可燃冰資源量將超過(guò)2000億噸油當(dāng)量。“不過(guò)，這些數(shù)字都只是初步估算。”汪品先特別指出。
開(kāi)采和利用 還是將來(lái)的事
中國(guó)是繼美國(guó)、日本和印度之后第4個(gè)通過(guò)國(guó)家級(jí)研發(fā)計(jì)劃采到可燃冰實(shí)物樣品的國(guó)家。但到目前為止，世界上還沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家能把這些藏在海底的寶貝開(kāi)采出來(lái)。
“很多技術(shù)問(wèn)題尚未解決。我的美國(guó)科學(xué)家朋友有個(gè)主意：首先被開(kāi)發(fā)的還不是可燃冰自己，而是打穿可燃冰，開(kāi)發(fā)它底下富含的天然氣。我個(gè)人覺(jué)得，這是個(gè)不錯(cuò)的建議。”但汪品先院士又強(qiáng)調(diào)說(shuō)，可燃冰在低溫高壓環(huán)境下是穩(wěn)定的，溫度和壓力的變化會(huì)導(dǎo)致大量氣體的釋放，若是開(kāi)采不當(dāng)，會(huì)引起滑坡等海底重大災(zāi)害，人類絕不能捅這樣的漏子。
事實(shí)上，即使沒(méi)有人類的干預(yù)，可燃冰自己在地質(zhì)歷史上也“闖過(guò)大禍”——可燃冰里的甲烷，既是潛在能源，又是重要的溫室氣體，其溫室效應(yīng)比二氧化碳高10倍。5500萬(wàn)年前，也就是恐龍滅絕后大約1000萬(wàn)年，海水的升溫一度誘發(fā)海底天然氣水合物大量釋出，在短短幾千年間大約有2萬(wàn)億噸碳(相當(dāng)于目前全球煤炭?jī)?chǔ)量的1/5)以甲烷形式放出，溫室效應(yīng)大爆發(fā)。結(jié)果，全球驟然變熱，大洋酸度突然增高，海底缺氧，導(dǎo)致大量海洋生物的滅絕和遷移。
而對(duì)于經(jīng)常發(fā)生飛機(jī)和潛艇莫名消失事件的百慕大黑三角一帶，有一種假說(shuō)認(rèn)為，這股神秘的力量來(lái)自于這片海域蘊(yùn)藏的可燃冰。百慕大黑三角之謎，是天然氣水合物可能的環(huán)境效應(yīng)，它們突然自海底冒了出來(lái)，釋放出大量有毒的甲烷，造成很多器件失靈。
我國(guó)需掌握更多 海洋能源開(kāi)發(fā)權(quán)
海洋里的能源，會(huì)不會(huì)像陸上的能源一樣，有朝一日面臨被掏空的危險(xiǎn)？汪院士表示，海洋是泡在水中的，海水會(huì)迅速填滿缺口，這一點(diǎn)和陸地上的礦藏是不一樣的。除了可燃冰之后，海洋里還有很多資源“寶貝”，比如冷泉和熱液里豐富的礦物質(zhì)。目前，國(guó)際上已經(jīng)形成共識(shí)：所有的海洋開(kāi)發(fā)都必須以環(huán)境安全為前提，不能重蹈陸地資源開(kāi)發(fā)的覆轍。和淺海相比，深海目前有太多的未知數(shù)尚未解開(kāi)。中國(guó)科學(xué)家的當(dāng)務(wù)之急，是掌握主動(dòng)權(quán)，盡早成為深海資源開(kāi)發(fā)的“領(lǐng)先玩家”而不是“追隨者”或“看客”。
海底原來(lái)是漏的，而且“漏”出了包括可燃冰在內(nèi)的諸多寶貝。然而，海底的寶貝們也不是一貫與人為善的，百慕大黑三角之謎居然有可能是可燃冰干的壞事。7月9日晚的第37期新民科學(xué)咖啡館，人們的目光隨中科院院士、同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室汪品先教授一起“潛”入深海，領(lǐng)教了可燃冰這一潔凈新能源的能量、潛力和“壞脾氣”。汪品先特別提醒，充滿未知數(shù)的深海能源開(kāi)發(fā)雖然是將來(lái)的事兒，但勢(shì)必是“兵家必爭(zhēng)之地”，我國(guó)科學(xué)家應(yīng)盡早掌握主動(dòng)權(quán)。
可燃冰有機(jī)碳量 人類可用1000年
星星點(diǎn)點(diǎn)的白色晶體，散布于海底來(lái)的大團(tuán)泥巴里。潑點(diǎn)水上去，立即冒出大量氣泡。給氣泡點(diǎn)火，或者直接把白色冰晶拿在手中點(diǎn)燃，火苗旺盛。這晶體就是俗稱“可燃冰”的天然氣水合物，而這氣泡就是其能量所在——甲烷。所謂“天然氣水合物”，其實(shí)就是高度壓縮的固體天然氣，遇上合適的溫度和壓力，1立方米天然氣水合物可釋放約164立方米的甲烷。而在超過(guò)500深的海底，低溫和高壓讓水結(jié)成冰，將甲烷分子緊鎖其中。至于這些甲烷，有的來(lái)自于海洋中沉積的生物尸體，有些則是從地球內(nèi)部冒出來(lái)的。
科學(xué)家相信，海底可燃冰分布的范圍約4000萬(wàn)平方公里，占海洋總面積的10%。把地球上所有的海洋生物、碎屑有機(jī)碳、陸地生物、溶解有機(jī)碳、地層中的有機(jī)碳和化石燃料等加起來(lái)，還不及可燃冰所含的有機(jī)碳來(lái)得多。據(jù)初步估算，這些有機(jī)碳相當(dāng)于全球已知的煤、石油和天然氣的2倍，可滿足人類1000年的需求。
日前在我國(guó)南海北部陸坡發(fā)現(xiàn)的可燃冰，遠(yuǎn)景資源量可達(dá)上百億噸油當(dāng)量，這與目前全世界一年的能源消費(fèi)總量相當(dāng)，相當(dāng)于中國(guó)陸上石油總量的50%左右。事實(shí)上，可燃冰不是深海的專利，高緯度凍土帶也可能有巨大的可燃冰儲(chǔ)量。據(jù)預(yù)測(cè)，我國(guó)可燃冰資源量將超過(guò)2000億噸油當(dāng)量。“不過(guò)，這些數(shù)字都只是初步估算。”汪品先特別指出。
開(kāi)采和利用 還是將來(lái)的事
中國(guó)是繼美國(guó)、日本和印度之后第4個(gè)通過(guò)國(guó)家級(jí)研發(fā)計(jì)劃采到可燃冰實(shí)物樣品的國(guó)家。但到目前為止，世界上還沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家能把這些藏在海底的寶貝開(kāi)采出來(lái)。
“很多技術(shù)問(wèn)題尚未解決。我的美國(guó)科學(xué)家朋友有個(gè)主意：首先被開(kāi)發(fā)的還不是可燃冰自己，而是打穿可燃冰，開(kāi)發(fā)它底下富含的天然氣。我個(gè)人覺(jué)得，這是個(gè)不錯(cuò)的建議。”但汪品先院士又強(qiáng)調(diào)說(shuō)，可燃冰在低溫高壓環(huán)境下是穩(wěn)定的，溫度和壓力的變化會(huì)導(dǎo)致大量氣體的釋放，若是開(kāi)采不當(dāng)，會(huì)引起滑坡等海底重大災(zāi)害，人類絕不能捅這樣的漏子。
事實(shí)上，即使沒(méi)有人類的干預(yù)，可燃冰自己在地質(zhì)歷史上也“闖過(guò)大禍”——可燃冰里的甲烷，既是潛在能源，又是重要的溫室氣體，其溫室效應(yīng)比二氧化碳高10倍。5500萬(wàn)年前，也就是恐龍滅絕后大約1000萬(wàn)年，海水的升溫一度誘發(fā)海底天然氣水合物大量釋出，在短短幾千年間大約有2萬(wàn)億噸碳(相當(dāng)于目前全球煤炭?jī)?chǔ)量的1/5)以甲烷形式放出，溫室效應(yīng)大爆發(fā)。結(jié)果，全球驟然變熱，大洋酸度突然增高，海底缺氧，導(dǎo)致大量海洋生物的滅絕和遷移。
而對(duì)于經(jīng)常發(fā)生飛機(jī)和潛艇莫名消失事件的百慕大黑三角一帶，有一種假說(shuō)認(rèn)為，這股神秘的力量來(lái)自于這片海域蘊(yùn)藏的可燃冰。百慕大黑三角之謎，是天然氣水合物可能的環(huán)境效應(yīng)，它們突然自海底冒了出來(lái)，釋放出大量有毒的甲烷，造成很多器件失靈。
我國(guó)需掌握更多 海洋能源開(kāi)發(fā)權(quán)
海洋里的能源，會(huì)不會(huì)像陸上的能源一樣，有朝一日面臨被掏空的危險(xiǎn)？汪院士表示，海洋是泡在水中的，海水會(huì)迅速填滿缺口，這一點(diǎn)和陸地上的礦藏是不一樣的。除了可燃冰之后，海洋里還有很多資源“寶貝”，比如冷泉和熱液里豐富的礦物質(zhì)。目前，國(guó)際上已經(jīng)形成共識(shí)：所有的海洋開(kāi)發(fā)都必須以環(huán)境安全為前提，不能重蹈陸地資源開(kāi)發(fā)的覆轍。和淺海相比，深海目前有太多的未知數(shù)尚未解開(kāi)。中國(guó)科學(xué)家的當(dāng)務(wù)之急，是掌握主動(dòng)權(quán)，盡早成為深海資源開(kāi)發(fā)的“領(lǐng)先玩家”而不是“追隨者”或“看客”。
