可燃冰是怎么形成的？

問題描述：可燃冰是怎么形成的？甲烷的水合物，在什么樣的條件下產生的？

領域專家：關于這個問題，中國科普博覽邀請中科院海洋所的科學家來回答：

可燃冰的形成需要穩(wěn)定的低溫高壓環(huán)境，這正是可燃冰多分布在永久凍土帶、海底沉積物區(qū)的原因。形成可燃冰另一個條件是需要穩(wěn)定的氣源：只有存在穩(wěn)定的氣源補充，可燃冰才得以生成并存在。

天然氣水合物的氣源成因一般有兩種：熱成因和生物成因。當沉積物底部存在油氣藏時，底部重烴受熱裂解成小分子烷烴并向上擴散，為天然氣水合物的生成提供氣源。當沉積物內部富含有機物時，沉積物內部的生物地球化學反應會生成甲烷，并向上滲漏為天然氣水合物的生成提供氣源。

大家知道，游離態(tài)氣體分子的熱運動往往都比較強烈，水分子如何捕獲氣體分子進而形成天然氣水合物的呢？關于天然氣水合物的生成、分解等動力學機制研究，大多通過實驗室內模擬裝置進行。到現(xiàn)在為止，已有眾多科學家提出了理論模型用以解釋天然氣水合物的生成及分解過程。大體說來，天然氣水合物生成過程分為三個階段：溶解，誘導，成長。

溶解階段是天然氣溶解于水形成氣-液界面的過程，該階段為水合物的形成條件；誘導階段為水合物的凝固形成過程，為水合物的成核階段；成長階段為晶核的穩(wěn)定成長過程，熱量和質量在三相(水、水合物和游離氣)平衡傳遞，微小的水合物粉末逐漸生長為結晶狀天然氣水合物。

天然氣水合物的動力學機制搞清楚之后，對我們有什么幫助呢？在了解天然氣水合物動力學過程之后，我們就可以在一定程度上控制天然氣水合物的生成及分解過程，這對可燃冰的開采及之后的運輸至關重要。

領域專家：轉自《南京日報》

可燃冰的形成必須具備四個條件。一是溫度，生成可燃冰的溫度不能太高，也不能太低，適宜溫度是0—10℃之間，最高限是20℃。二是壓力，形成可燃冰需要足夠的壓力，但也不能太大，在0℃時，30個大氣壓以上就可。三是氣源，“巧婦難為無米之炊”，豐富的天然氣是可燃冰的重要組成部分。四是適量的水，這也是形成可燃冰不可或缺的成分。

因此，目前發(fā)現(xiàn)的可燃冰資源主要分布在海底0—1500米深的大陸架以及北極等永久凍土地區(qū)。而海底可燃冰的分布范圍要比陸地大很多，據(jù)科學家大致估計，可燃冰分布的陸海比例為1:100，大約27%的陸地，包括極地冰川凍土帶和冰雪高山凍結巖，以及90%的大洋水域是可燃冰的潛在區(qū)。陸地可燃冰分布較少是因為除了永久凍土層，其他地方很少像海底一樣具備可燃冰形成的條件，而在海底300—500米的沉積物中都可能具備。