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我國(guó)科學(xué)家首次通過(guò)原位實(shí)驗(yàn)證實(shí) 天然氣水合物可到達(dá)海表

發(fā)布時(shí)間:2023-11-23 15:32:00來(lái)源: 光明網(wǎng)-《光明日?qǐng)?bào)》

  【科技前沿】

  光明日?qǐng)?bào)北京11月22日電 記者齊芳從中國(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。相關(guān)學(xué)術(shù)成果近日以封面文章的形式,發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《地球化學(xué)觀點(diǎn)快報(bào)》上。

  海洋中的天然氣水合物儲(chǔ)量豐富,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)榷加锌赡茉斐善涫Х€(wěn)分解??茖W(xué)家們?cè)聹y(cè),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)——天然氣水合物分解會(huì)釋放出甲烷氣體,而甲烷氣體具有較強(qiáng)的溫室效應(yīng)。近幾十年來(lái),人們對(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,但截至目前,天然氣水合物發(fā)生失穩(wěn)后在海洋中經(jīng)歷的上升過(guò)程仍未知,其攜帶冷泉中的甲烷氣體在海水中能夠到達(dá)的深度仍不清楚。

  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),使用“科學(xué)”號(hào)科考船及“發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV深海機(jī)器人(水下纜控潛器),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。研究結(jié)果發(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:第一階段是形貌沒(méi)有變化,但存在氣體逸出過(guò)程的亞穩(wěn)態(tài)階段;第二階段,外圍水合物分解與內(nèi)部水合物生長(zhǎng)共存;第三階段,內(nèi)部水合物完全分解。

  科學(xué)家們綜合研判認(rèn)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(dá)較淺的深度甚至是大氣,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。這項(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。

  《光明日?qǐng)?bào)》(2023年11月23日 08版)

(責(zé)編:常邦麗)

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