2023年

【光明日報】我國科學家首次通過原位實驗證實天然氣水合物可到達海表

撰稿: 海洋研究所 發布時間:2023-11-23
   【科技前沿】  

  本報北京11月22日電 記者齊芳從中國科學院海洋研究所獲悉,該所科研人員基于自主研制的深海原位拉曼光譜探測系統,構建了天然氣水合物上升時隨水深變化的演化模型,并通過深海原位實驗首次證實了天然氣水合物可攜帶冷泉氣體到達海表。相關學術成果近日以封面文章的形式,發表在國際學術期刊《地球化學觀點快報》上。

  海洋中的天然氣水合物儲量豐富,但天然氣水合物不穩定,海平面變化、海底地震、滑坡、開采不當等都有可能造成其失穩分解??茖W家們曾猜測,漫長的地質歷史時期中經常發生的大規模環境變化,很可能與海底大量天然氣水合物分解有關——天然氣水合物分解會釋放出甲烷氣體,而甲烷氣體具有較強的溫室效應。近幾十年來,人們對天然氣水合物的性質、穩定性等做過各種實驗、預測與評估,但截至目前,天然氣水合物發生失穩后在海洋中經歷的上升過程仍未知,其攜帶冷泉中的甲烷氣體在海水中能夠到達的深度仍不清楚。

  針對這一問題,中國科學院海洋研究所張鑫團隊,使用“科學”號科考船及“發現”號ROV深海機器人(水下纜控潛器),利用活躍的冷泉噴口進行天然氣水合物上升分解原位實驗,并通過拉曼光譜探測系統實時監測天然氣水合物上升過程中的相態變化。研究結果發現,水合物在海水中上升會經歷三個階段的變化:第一階段是形貌沒有變化,但存在氣體逸出過程的亞穩態階段;第二階段,外圍水合物分解與內部水合物生長共存;第三階段,內部水合物完全分解。

  科學家們綜合研判認為,水合物膜的形成能夠大大增加甲烷氣體的生存能力,可攜帶甲烷氣體到達較淺的深度甚至是大氣,這可能是冷泉氣體影響淺層水體或者大氣環境的一種重要運輸方式。這項研究細化了水合物分解過程與海水深度之間的關系,加深了對氣體水合物分解演化機制的理解,為天然氣水合物上升分解過程提供了新的見解。

  作者:本報記者 齊芳《光明日報》( 2023年11月23日 08版)

  鏈接:http://epaper.gmw.cn/gmrb/html/2023-11/23/nw.D110000gmrb_20231123_3-08.htm

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