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天然存量

已確定與推測(cè)中可能有甲烷冰蘊(yùn)藏的大陸棚海域。

甲烷氣水包合物受限于淺層的巖石圈內(nèi)（即< 2000 m深）。此外，發(fā)現(xiàn)在一些必要條件下，惟獨(dú)在極地大陸的沉積巖，其表面溫度低于0 °C，或是在水深超過300 m，深層水溫大約2 °C的海洋沉積物底下。大陸區(qū)域的蘊(yùn)藏量已確定位在西伯利亞和阿拉斯加800 m深的砂巖和泥巖床中。海生型態(tài)的礦床似乎分布于整個(gè)大陸棚（如圖），且可能出現(xiàn)于沉積物的底下或是沉積物與海水接觸的表面。他們甚至可能涵蓋更大量的氣態(tài)甲烷。 甲烷氣水包合物估計(jì)蘊(yùn)藏量為天然氣的2~10倍，卻因?yàn)殚_采困難，目前尚無法商業(yè)化。

海洋生成

有兩種不同種類的海洋存量。最常見的絕大多數(shù)（> 99%）都是甲烷包覆于結(jié)構(gòu)一型的包合物，而且一般都在沉淀物的深處才能發(fā)現(xiàn)。在此結(jié)構(gòu)下，甲烷中的碳同位素較輕（δ 13 C< -60‰），因此指出其是微生物由CO 2的氧化還原作用而來。這些位于深處礦床的包合物，一般認(rèn)為應(yīng)該是從微生物產(chǎn)生的甲烷環(huán)境中原處形成，因?yàn)檫@些包合物與四周溶解的甲烷其δ C值是相似的。

這些礦床座落于中深度范圍的區(qū)域內(nèi)，大約300-500 m厚的沉積物中（稱作氣水化合物穩(wěn)定帶（Gas Hydrate Stability Zone）或GHSZ），且該處共存著溶于孔隙水的甲烷。在這區(qū)域之下，甲烷只會(huì)以溶解型態(tài)存在，并隨著沉積物表層的距離而濃度逐漸遞減。而在這之上，甲烷是氣態(tài)的。在大西洋大陸脊的布雷克海脊，GHSZ在190 m的深度開始延伸至450 m處，并于該點(diǎn)達(dá)到氣態(tài)的相平衡。測(cè)量結(jié)果指出，甲烷在GHSZ的體積占了0-9%，而在氣態(tài)區(qū)域占了大約12%的體積。

在接近沉積物表層所發(fā)現(xiàn)較少見的第二種結(jié)構(gòu)中，某些樣本有較高比例的碳?xì)浠衔镩L鏈（<99%甲烷）包含于結(jié)構(gòu)二型的包合物中。其甲烷的碳同位素較重（δ 13 C為 -29至 -57 ‰），據(jù)推斷是由沉積物有機(jī)物質(zhì)機(jī)物質(zhì)，經(jīng)熱分解后形成甲烷而往上遷移而成。此種類型的礦床在墨西哥灣和里海等海域出現(xiàn)。

某些礦床具有介于微生物生成和熱生成類型的特性，因此預(yù)估會(huì)出現(xiàn)兩種混合的型態(tài)。

氣水化合物的甲烷主要由缺氧環(huán)境下有機(jī)物質(zhì)的細(xì)菌分解。在沉積物最上方幾公分的有機(jī)物質(zhì)會(huì)先被好氧細(xì)菌所分解，產(chǎn)生CO 2 ，并從沉積物中釋放進(jìn)水團(tuán)中。在此區(qū)域的好氧細(xì)菌活動(dòng)中，硫酸鹽會(huì)被轉(zhuǎn)變成硫化物。若沉淀率很低（< 1公分／千年）、有機(jī)碳成分很低（<1%），且含氧量充足時(shí)，好氧細(xì)菌會(huì)耗光所有沉積物中的有機(jī)物質(zhì)。但該處的沉淀率和有機(jī)碳成分都很高，沉積物中的孔隙水僅在幾公分深的地方是缺氧態(tài)的，而甲烷會(huì)經(jīng)由厭氧細(xì)菌產(chǎn)生。此類甲烷的生成是更為復(fù)雜的程序，需要各個(gè)種類的細(xì)菌活動(dòng)、一個(gè)還原環(huán)境（Eh -350 to -450 mV），且環(huán)境pH值需介于6至8之間。在某些海域（例如墨西哥灣）包合物中的甲烷至少會(huì)有部分是由有機(jī)物質(zhì)的熱分解所產(chǎn)生，但大多是從石油分解而成。 包合物中的甲烷一般會(huì)具有細(xì)菌性的同位素特征，以及很高的δ C值（-40 to -100‰），平均大約是 -65 ‰。 在固態(tài)包合物地帶的下方處，沉積物里的大量甲烷可能以氣泡的方式釋放出來。

在給定的地點(diǎn)內(nèi)判定該處是否含有包合物，大多可以透過觀測(cè)“海底仿擬反射”（Bottom Simulating Reflector，或稱BSR）分布，以震測(cè)反射（seismic reflection）的方式來掃描洋底沉積物與包合物穩(wěn)定帶之間的界面處，因而可觀測(cè)出一般沉積物和那些蘊(yùn)藏包合物沉積物之間的密度差異。

蘊(yùn)藏量

海洋生成的甲烷包合物，蘊(yùn)藏量鮮為人知。自1960-70年代，包合物首次發(fā)現(xiàn)可能存在海洋中的那段時(shí)期，其預(yù)估的蘊(yùn)藏量就每十年以數(shù)量級(jí)的概估速度遞減 。曾經(jīng)預(yù)估過的蘊(yùn)藏量（高達(dá)3×10 m3 ）是建構(gòu)在假設(shè)包合物非常稠密地散布在整片深海海床上。然而，隨著對(duì)包合物化學(xué)性質(zhì)和沉積性質(zhì)等進(jìn)一步了解，發(fā)現(xiàn)水合物只會(huì)在某個(gè)狹窄范圍內(nèi)（大陸棚）的深度下（Gas hydrate stability zone，天然氣水合物穩(wěn)定區(qū)），以10到30%的概率形成，而且通常濃度不高（體積的0.9-1.5%）。最新的估計(jì)采用直接取樣的方式，指出全球含量介于1×10 和5×10 m3之間 ，約為0.5至2.5兆噸的碳。這些碳少于所有礦物燃料預(yù)估所含的5兆噸碳，但整體上卻超過其他天然氣來源的預(yù)估0.23兆噸碳 。在北極圈永凍地帶，其儲(chǔ)藏量預(yù)估可達(dá)約0.4兆噸碳 ，但在南極則未估出可能的蘊(yùn)藏量。相較于大氣中的大約0.8兆噸碳 ，這些數(shù)字并不小。

當(dāng)初人們（MacDonald 1990, Kvenvolden 1998）估計(jì)包合物約為10兆到11兆噸碳 （2×10 m3），并欲以其為礦物燃料來源，但近代的估計(jì)結(jié)果，明顯少于此量。包合物藏量的縮減，并未排除其經(jīng)濟(jì)采收的可能性，但縮減的整體含量和多數(shù)產(chǎn)地明顯過低的采集密度 ，的確指出僅限某些地區(qū)的包合物礦床才能提供經(jīng)濟(jì)上的實(shí)質(zhì)價(jià)值。  

大陸生成

在大陸巖石內(nèi)的甲烷包合物會(huì)受限在深度800 m以下的砂巖或粉沙巖巖床中。采樣結(jié)果指出，這些包合物以熱力或微生物分解氣體的混合方式形成，其中較重的碳?xì)浠衔镏蟛艜?huì)選擇性地被分解。這類的型態(tài)存在于阿拉斯加和西伯利亞。

  可燃冰

2008年，中國首次在陸域上發(fā)現(xiàn)可燃冰，使中國成為加拿大、美國之后，在陸域上通過國家計(jì)劃鉆探發(fā)現(xiàn)可燃冰的第三個(gè)國家。初略的估算，遠(yuǎn)景資源量至少有350億噸油當(dāng)量 。

商業(yè)用途

沉淀物生成的甲烷水合物含量可能還包含了2至10倍的目前已知的傳統(tǒng)天然氣量。這代表它是未來很有潛力的重要礦物燃料來源。然而，在大多數(shù)的礦床地點(diǎn)很可能都過于分散而不利于經(jīng)濟(jì)開采 。另外面臨經(jīng)濟(jì)開采的問題還有：偵測(cè)可采行的儲(chǔ)藏區(qū)、以及從水合物礦床開采甲烷氣體的技術(shù)開發(fā)。

甲烷包合物與氣候變化

甲烷是一種很強(qiáng)的溫室氣體，盡管它在大氣中的生命周期大約12年，但20年后所產(chǎn)生全球暖化潛勢(shì)（Global Warming Potential; GWP）值可達(dá)62甚至100年后仍有21的數(shù)值（IPCC, 1996; Berner and Berner, 1996; vanLoon and Duffy, 2000）。在甲烷包合物礦床內(nèi)，大量的天然氣從中瞬間釋放的現(xiàn)象，有科學(xué)家們假設(shè)這會(huì)導(dǎo)致像過去和未來可能發(fā)生的氣候變化。與此現(xiàn)象相關(guān)的事件有二疊紀(jì)-三疊紀(jì)滅絕事件（Permian-Triassic extinction event），以及古新世-始新世交替時(shí)期最大熱量（Paleocene-Eocene Thermal Maximum）。

甲烷產(chǎn)生過快加速全球暖化

  海底的可燃冰正在釋放氣體

甲烷是溫室氣體，對(duì)大氣的暖化威力比二氧化碳強(qiáng)23倍，在人類活動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生，尤其在畜牧業(yè)的生產(chǎn)過程中，會(huì)大量增加。甲烷同時(shí)是一種極易燃的氣體。全世界蘊(yùn)藏著巨量的甲烷，其主要分布在西伯利亞沼澤（約有近8百億噸）、南北極冰原（約蘊(yùn)藏5千億噸）及海底中（約有2.5~10兆噸）。只要釋放十分之一，就可毒害全人類及生物。自然界中常以甲烷水合物狀態(tài)存在于海洋淺水生態(tài)圈中。在海洋里，以高壓及18 °C的溫度下，能維持穩(wěn)定存在。

全球暖化，會(huì)促使南北極永凍土及北半球濕地中的甲烷大量溢出。挪威大氣研究所在北極齊柏林監(jiān)測(cè)站獲得的初步數(shù)據(jù)表明，大氣中的甲烷含量繼2007年增加了0.6%之后，2008年再度增長0.6%。

西伯利亞或者加拿大等地的永久凍結(jié)帶一旦解凍，因甲烷本身就是溫室氣體，將促使全球暖化加速，造成惡性循環(huán)?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，有數(shù)以百萬噸計(jì)的甲烷氣體，正從北極冰床底部及西伯利亞的永凍層中釋放到大氣中。 在6億3千5百萬年前，就是因?yàn)榇罅康募淄閺谋鶎雍秃Ｑ筢尫诺酱髿庵校瑢?dǎo)致嚴(yán)重的暖化和物種滅絕 ，并造成超過10萬年的混亂氣候。

天然氣水合物（NGH）與液化天然氣（LNG）的運(yùn)送方法

由于甲烷包合物比液化天然氣還能夠在較高的溫度下（?20 vs ?162 °C）保持穩(wěn)定，因此有些人想到，也許借由航運(yùn)船只（專門運(yùn)送的液態(tài)瓦斯運(yùn)輸船）運(yùn)送時(shí)，可以將天然氣轉(zhuǎn)換成包合物態(tài)而不是液態(tài)。而且依此方式，由天然氣制造天然氣水合物并不用像制造液態(tài)天然氣那樣需要在末端建置大型工廠。

延伸閱讀

未來能源發(fā)展

籠形水合物, a more general category, and associated problems and remedies in pipeline transport.（英文條目：氣體水合物，更普遍的分類，以及管線運(yùn)輸時(shí)相關(guān)的問題和補(bǔ)償措施）

百慕大三角:甲烷水合物的礦床地帶可能會(huì)造成某些所謂的飛機(jī)船只消失事件。

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