晶莹剔透的冰也能够燃烧吗?也许你会很自然地摇摇头。因为冰是水呀,自古水火不相容,水怎么可能燃烧呢?不过,在我们生存的这个广袤神秘的蓝色星球上,的确存在着这么一种可以燃烧的“冰”。虽然被叫做“冰”,但可燃冰并非我们通常意义上所说的冰。它其实是一种神奇的天然气水合物。这种天然气水合物是由能燃烧的甲烷和水组成的,由于它的外形很像洁白的冰雪,所以人们亲切地称它为可燃冰。

你也许会问,这种独特的物质是怎样形成的呢?其实“可燃冰”的形成过程并没有那么特殊,与石油和天然气大致相同:深埋于地层的大量有机物质在缺氧的环境条件下,经过一种名为厌气性细菌的作用而发生分解,从而形成为石油和天然气。其中那些地处海底地层或陆地上的冰土地层下的天然气,在湿润、低温、中高压的地质环境作用下,就被包进了水分子中,形成了我们所说的可燃冰。
因此,从化学结构上来看,可燃冰的化学分子就像一个“笼子”外面由水分子搭成像笼子一样的框架,天然气的气体分子就被包含在这个笼子框架里。用一个可能不太准确的比喻,如果说可燃冰的化学分子就像一个“鸟笼”的话,那装在里面的“鸟”就是天然气的气体分子,“鸟笼”则是水分子。不过有趣的是,在不同的温度和压强的条件下,可燃冰的“笼子”也会呈现出不同的变化,具有不同的形态。

不过可燃冰可不是那么容易形成的,它的形成必须具备一定的条件:除了首要的条件,海底或地底中一定要有天然气气源的存在外,适宜的温度和压力也是不可或缺的。一般来说,可燃冰在0摄氏度以上就能够生成,但温度一旦超过20摄氏度,可燃冰就会重新分解为水和天然气。0至10摄氏度是它能够形成的最佳温度范围。可燃冰的形成需要足够大的压力,但也不能太大。当地层温度为0摄氏度时,只需要30个大气压以上的压力,水和天然气就可以化合形成可燃冰了。

虽然原则上只要满足了上面的三个条件,可燃冰都可以存在,但科学家发现,一般来说,可燃冰往往只能分布于水深300至500米的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。由此,科学家们推断,在陆地上能够具备这样条件的恐怕只有临近北极的西伯利亚等极少数区域。相比之下,辽阔深邃的海洋更适合成为可燃冰“舒适的家”。据估算,海洋里的可燃冰的存储总量大约是陆地上的100倍以上。
自从被人类发现之日起,可燃冰就被赞誉为世界未来能源危机的救星。如今石油、天然气、煤炭等可燃矿物燃料占世界能源消耗量的90%以上,这些亿万年生成的地下资源储量是有限的,这些资源耗尽是不可避免的,只是迟早的事,可燃冰也许就是人类未来能源的最佳选择。据目前最为保守的估计,全世界可燃冰的储量是地球上所有煤、石油和天然气总和的2至3倍,足够人类使用1000年。而且,由于可燃冰的组成成分是甲烷和水,它在燃烧完成后所产生的物质只有二氧化碳和水,不会产生其他的残留物,能够有效地减少环境污染,因此它还是一种清洁的能源。

既然可燃冰是这么好的能源,那就赶紧开采吧,不正好可以缓解当今世界普遍面临的能源紧张局势吗?事情可没有想象的那么简单。要在海底开采可燃冰就目前的条件来说是相当难的。尽管可燃冰在海底是以固态的形式存在,但一旦离开海底地层,随着周围环境的变化,它就会迅速地发生分解,其中的天然气便会迅速地散逸出来,这不仅会影响到可燃冰的有效开采,而且往往还会导致更严重的灾难。这可不是危言耸听。由于二氧化碳等气体的大量排放所造成的温室效应,已经开始影响到了人们的日常生活了,全球变暖、海平面抬升等正威胁着人类的生存。
而与二氧化碳相比,相同体积的可燃冰中的甲烷所产生的温室效应是二氧化碳的20倍。如果可燃冰的开采稍有不慎,让海底的可燃冰中的甲烷气体逃逸到大气中去,那么严重的后果将是无法想象的。
除此之外,如果让甲烷气体从海底中的可燃冰中跑了出来,还会使海底地层发生软化,破坏原有的海底地壳的平衡,从而导致大规模的海底滑坡,对海底输电或通讯电缆,以及海洋石油钻井平台等海底工程设施造成毁坏。

科学家们研究发现,在过去的历史进程中,可燃冰中贮存的甲烷气体在自然条件出现变化的情况下,就曾经发生过大规模的释放,这在一定程度上导致了当时的地球气候的急剧变化。有的学者甚至还认为,8000年前北欧发生过的一场大海啸,很有可能就是可燃冰中甲烷气体的大量释放所造成的。
看来要想得到蓝色海洋送给我们的这笔财富真不是那么容易的事情。
