为什么“冰”也可以燃烧

　　作者：吴自军（同济大学海洋学院副教授）

　　我国在南海海域探测到了储量巨大的“可燃冰”资源，“冰”怎么能燃烧呢？

　　如果说水火不相容的话，那么冰火就更不相容了。然而海洋地质学家发现，在海底蕴藏着一种可以燃烧的“冰”，这听起来似乎有点不可思议，“冰”怎么可以燃烧呢？

　　原来，这是与普通意义上的冰完全不同的“可燃冰”。它是一种天然气水合物，其中的主要化学成分是一种可燃气体——甲烷，所以它又被称为甲烷水合物。这种天然气水合物的外形很像冰雪，可以像固体酒精一样被直接点燃，因此，人们通俗而形象地称其为“可燃冰”。

　　早在1965年，苏联科学家就预言，海洋底部的地表层中可能存在“可燃冰”，后来人们终于在北极的海底首次发现了大量的“可燃冰”。19世纪70年代，美国地质工作者在海洋钻探时，发现了一种看上去像冰块的东西。当把它从海底捞上来后，那些“冰”很快就成为冒着气泡的泥水。出人意料的是，这些气泡居然能被点燃。测试证明，这些气泡就是甲烷，而猜测中的“可燃冰”也由此揭开了神秘的面纱。

　　深邃的海底怎么会形成“可燃冰”这种奇特的物质结构呢？其实，“可燃冰”的形成并不容易，至少要满足三个条件，即温度、压力和原料。首先是温度不能太高，如果温度高于20℃，它就会受热分解从而“烟消云散”，而海底温度一般保持在2～4℃，完全适合“可燃冰”的形成和保存；其次，“可燃冰”在0℃时，只需30个标准大气压即可生成，并且压力越大，“可燃冰”就越不容易分解，而以海洋的深度，这样的压力条件简直随处皆是；最后，埋藏在海底的生物残体和有机腐殖质经细菌分解后会产生甲烷气体，这为“可燃冰”的形成提供了充足的原料。

　　海底的地层是多孔介质，在温度、压力、气源三者都具备的条件下，“可燃冰”晶体就会在介质的空隙间生成。由于海底“可燃冰”依赖特厚水层的压力来维持其固体状态，其分布可以从海底表面到地表以下1000米的范围内，再往深处则由于地温较高，其固体状态易遭到破坏而难以存在。

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