可燃冰，未來能源之星還是滅世惡魔？_風聞

在遙遠的中國南海，一團火焰在燃燒了兩個月以後，被人們緩緩熄滅。它是藍鯨2號海洋鑽井平台的排氣火炬，來自海底深處的天然氣在水幕中化作火光，用這種方式重見天日。這些天然氣來源於一種被一些人寄以厚望，但也被另一些人畏之如虎的物質，可燃冰。

正在試採可燃冰的藍鯨1號海上鑽井平台 | 2017年，中國首次海底可燃冰試採由“藍鯨1號”鑽井平台執行。出處@圖蟲創意

寄以厚望，是因為可燃冰的儲量極為豐富。據粗略估算，它所藴含的天然氣資源可達到已知常規天然氣資源量的數十倍；如果按有機碳儲量計算，大約是已知煤炭、石油、天然氣有機碳總量的2倍。假如能夠大規模商業化利用，將會成為未來的能源之星，保障世界的化石燃料安全。

全球有機碳儲量分佈圖 | 儘管對有機碳的估算還比較粗糙，但可燃冰仍遠遠多於常規化石能源。數據源自文獻[1]。製圖@陳隨/星球科學評論

畏之如虎，是因為這是一種並不穩定的物質。如果在大規模商業開採中出現意外，可能會造成可燃冰的大規模分解，向海洋釋放大量天然氣，造成嚴重的環境災害——也許會引發人們難以想象的後果。

儘管如此，人們依然在向這片尚未被攻克的資源庫發動猛攻。世界多國正在積極開展可燃冰開採技術研究，繼頁岩氣革命（後台回覆“頁岩氣”瞭解更多）後，一場可燃冰革命也正在吹響號角。

在這樣的時代背景下，如何看待人們對可燃冰複雜而又糾結的心態？這需要從瞭解什麼是可燃冰，和它“劣跡斑斑”的歷史説起。

海底可燃冰樣品| 採集自印度洋某處的可燃冰樣品。圖源@USGS/美國地質調查局

01

可燃冰是什麼？它在哪裏？

可燃冰是一種氣體水合物，它看似冰塊，潔白而多孔，質地比冰塊略軟、略輕。它是一種由水分子做牢籠，將氣體分子囚禁其內的疏鬆固體。能夠“身陷囹圄”的氣體有很多種，如氮氣、二氧化碳、甲烷、乙烷等。當被囚禁的氣體是以甲烷為主的天然氣時，人們就管它叫天然氣水合物，俗稱可燃冰[2]。

可燃冰的兩項神奇之處| 因為可燃冰分解時會釋放大量的水，能夠帶走大量熱量，所以可以如左圖一般用手託着燃燒；右圖是可燃冰“囚籠”的示意圖，無數個這樣的小籠子彼此連接，就成為固體可燃冰。圖源@ worldoceanreview.com

形成可燃冰****需要四個必備條件：（甲烷）氣體、液態水、較低的温度和較高的壓力，缺一不可。其中，甲烷要麼由泥沙中的生物遺骸腐敗產生，要麼來自於地下深處天然氣藏滲透上來的天然氣[2]。

可燃冰成因示意圖| 微生物分解有機質殘骸產生的甲烷也被稱作“生物氣”，它和深處天然氣藏擴散出來的氣體，是形成可燃冰的主要氣源。這兩種過程都會源源不斷產生甲烷，其中微生物產生的生物甲烷更重要一些。製圖@陳隨/星球科學評論

生物遺骸腐敗產生甲烷是生活中常見的一種現象，在北國的冬天裏格外常見。在封凍的湖塘冰面上，冰塊裏會形成一連串氣泡，這是湖底有機質腐敗釋放的氣體，主要成分是甲烷。它們隨着湖水一邊凍結一邊聚集，在冰層裏形成層層疊疊的氣泡——鑿冰釋之可點燃。

加拿大班夫國家公園亞伯拉罕湖裏的甲烷氣泡| 注意氣泡的層疊現象。圖源@VCG

鑿冰點火很危險，請勿自行嘗試 | 圖源@gifbin.com

地下深處天然氣藏內的氣體滲透至地表時，一般被叫做天然氣苗，可以在很多油氣田周圍找到。裏海西岸的阿塞拜疆巴庫地區是著名油田，地下豐富的天然氣裹挾稀泥巴湧出地表，形成泥火山，遇火可點燃。這樣的“無源之火”，也許是該地區在古代成為拜火教聖地之一的原因。

阿塞拜疆巴庫地區的泥火山羣景觀 | 即將炸開的氣泡裏，充斥着可燃氣體甲烷。圖源@vcg

但巴庫地區並沒有形成可燃冰。自然界裏，只有兩種地方可以同時滿足前述四種條件：數百米深的凍土帶地下，或者一兩千米左右的深湖****/深海底部及泥沙深處。它們的温度和壓力恰好使可燃冰能夠穩定存在，於是也被稱作水合物穩定帶[2]。

海底和凍土中的“水合物穩定帶”示意圖 | 紅色曲線表示壓力，藍色曲線表示温度。當二者相交時，重疊的區域就是“水合物穩定帶”。它們位於特定的深度，具有一定的範圍，同時會隨着温度和壓力的變化而改變範圍。圖源@grida.no

儘管水合物穩定帶的分佈範圍較小，但可燃冰的形態卻並不單調。隨着可燃冰所在的具體位置不同，它可以呈現出截然不同的樣貌[3-5]。有時可以單獨存在，為質地純粹的的塊狀、丘狀，主要出現在海底，相對少見。

宏觀狀態的可燃冰 | 大量甲烷在開放空間裏與水結合，可以形成大塊的可燃冰，圖為在墨西哥灣海底800多米處，由甲烷氣泡溢出形成“可燃冰丘”。大量貽貝生活在可燃冰附近，它們的食物是依賴甲烷生存的化能自養微生物。圖源@USGS/美國地質調查局

海底“可燃冰丘”上採集到的厚層純淨可燃冰 | 由日本明治大學團隊在日本海Joetsu盆地的可燃冰丘裏採集，總厚度超過五米。圖源@明治大學天然氣水合物研究所

有時則與泥沙混合在一起，呈現出團塊狀、網脈狀的不規則外觀。

印度洋海底採集的可燃冰 | 2006年印度國家天然氣水合物計劃一期項目採集的可燃冰樣品，可燃冰存在於海底泥沙地層的裂縫裏。圖源@USGS/美國地質調查局

**更多的時候，可燃冰以肉眼難以看到的狀態，**分散儲存在泥沙顆粒之間的微小孔隙裏。雖不起眼，但有着更大的儲量，是目前人們勘探和試採的主要目標。

含可燃冰砂礫沉積物樣品 | 產自加拿大Mallik凍土試採區的含可燃冰沉積物，深色礫石和砂粒周圍的白色物質即為可燃冰，這是孔隙中的可燃冰透露出來的一點顏色。圖源@USGS/美國地質調查局

總之，這是一種主要儲存在**“****爛泥巴和稀沙子”**裏的有機碳能源，它的外觀和分佈位置具有特定的規律。

不同產出位置的可燃冰具有不同的賦存狀態 | （A/B）海底泥質沉積物中的網脈和團塊狀（白色物質），（C/E）分散在砂層孔隙中（白色小點），（D）海底的可燃冰丘，被灰色泥沙覆蓋，（F）砂礫沉積物中的天然氣水合物（白色）。來源@文獻[6]

從極地凍土到高原凍土，再到深海底部的廣大天地間，可燃冰被人們寄以厚望。以目前的認識來看，潔白大塊的可燃冰儲量可能最少，泥質沉積（爛泥巴）裏的分散可燃冰儲量可能最大，但不易開採。相對容易開發的，是儲存在凍土帶地下砂層和海底砂層（稀沙子）孔隙中的分散可燃冰[2,6]。

世界可燃冰資源儲量示意圖 | 最具勘探開發潛力的可燃冰位於砂層裏，但總儲量相對較小；不易開採的泥層裏可能擁有規模最大的可燃冰。海底暴露可燃冰的儲量難以估算，因為人類對深海還知之甚少。數據源自文獻[6]。製圖@陳隨/星球科學評論 

但是，硬幣的另一面則隱藏着可燃冰令人生畏的本領。

02

可燃冰有哪些危險的“本領”？

對於人類來説，可燃冰意味着豐富的天然氣，是一種有潛在經濟效益的化石能源。但對於自然界而言，可燃冰只是一種普通的物質，在碳循環的大鏈條上不斷形成又不斷分解，遵循自然規律自生自滅。

在自然界，水合物穩定帶並非一成不變的特定區域。温度和壓力條件的變化會輕易使穩定帶的範圍發生改變，造成可燃冰自發分解[7-11]。在地球動盪的歷史裏，大規模的環境變化比比皆是：氣候變遷、冰川進退、地震火山、甚至小行星砸到海里這樣的事情也經常發生。於是，我們可以找到許多可燃冰自然分解的記錄。

可燃冰穩定帶範圍改變造成可燃冰分解的示意圖 | 自從末次冰期結束以來，全球範圍內發生大規模的冰蓋消融、海水升温，使大量的古代可燃冰失穩分解。釋放出來的甲烷氣體規模巨大，可能加劇全球温度從冰河期進一步回升。圖源@文獻[10]

直覺上，人們會想出一串串氣泡不斷上浮，最終在海面破裂的畫面，這也是關於“可燃冰導致變暖災難”的最初印象。但能夠到達海面並影響到大氣的甲烷其實只有不到5%[7,12]。

**釋放出來的甲烷都去了哪裏？**答案正是佈下了三條封鎖線的厚重海水。

墨西哥海底一處甲烷泄露點的氣泡和貽貝 | 深海貽貝常作為深海化能自養生態系統的一部分。圖源@NOAA/美國國家海洋和大氣管理局

（1）圍剿甲烷的三道封鎖線

海底的一些微生物構建起圍剿甲烷的第一道封鎖線。當可燃冰分解得緩慢而穩定時，特定微生物會利用甲烷作為生命活動的原料，像植物一樣為更多的其他生物提供食物，在海底構建起冷泉（cold seep）生態系統——這是一種可以養活一羣奇奇怪怪深海生物的化能自養生態系統[7,13]。

深海化能自養生態系統與淺海光合作用生態系統示意圖 | 和光合作用一樣，化能自養作用也是構建生態系統的基石，只不過這是一個“漆黑無光”的生態系統。圖源@Maja Sojtaric/CAGE

第二道封鎖線是深處的海水本身。由於水合物穩定帶也包括一定深度的底層海水，所以可燃冰釋放出來的部分甲烷可以在海底重新“凍結”——這便是在全球海底許多地點都存在的海底可燃冰丘（丘，mound）。大塊、潔白、質地純粹的可燃冰，便來自這些環境。

墨西哥灣的一處海底甲烷釋放點 | 墨西哥灣地下富含油氣，一部分天然氣在海底發生泄漏，凍結成海底的可燃冰。圖源@NOAA/美國國家海洋和大氣管理局

第三道封鎖線是溶解在海水裏的氧氣。絕大多數甲烷氣泡大多不能順利浮上海面，而是會溶解於海水，與水中氧氣發生化學反應，轉變為**二氧化碳和水，**最終消失在海水裏。

就這樣，三重封鎖線，將海底可燃冰分解釋放的絕大多數甲烷都“消滅殆盡”，真正能夠浮出海面的甲烷氣體少之又少。我們不需要特別擔心海底可燃冰開發對大氣和氣候變暖產生的衝擊。但是，消滅****了甲烷的海水卻會發生變化，而這才是真正值得憂慮的地方。

海底甲烷釋放和兩種消耗機制的示意圖 | 絕大部分從海底釋放的甲烷會被微生物或海水溶解氧給氧化掉。圖源@文獻[14]

此時，地質研究可以給我們提供一些線索。

（2）劣跡斑斑的古代可燃冰爆發

在距今1.83億年前的侏羅紀早期，全球範圍內發生過一次嚴重的**大洋缺氧事件（OAE），造成許多海洋生物滅絕。**儘管尚存爭議，一些科學家認為可能與大規模的海底可燃冰分解有關[15-17]。

早侏羅世託阿爾期海洋缺氧事件示意圖 | 該事件發生於距今1.83億年前，造成大量海洋生物滅絕，其中可燃冰快速分解是可能的原因之一。圖源@文獻[17]

在距今約5500萬~5600萬年前，全球發生過一次非常劇烈的環境突變。在很短的時間裏，大氣****快速升温、海洋出現局部缺氧、大西洋明顯酸化等事件相繼出現，也被許多科學家認為與海底可燃冰的突然釋放有關。但究竟是可燃冰分解引起升温，還是升温引起可燃冰分解，現在仍存爭論[18-20]。

古近紀“古新世-始新世極熱事件”示意圖 | 該事件發生於距今0.55-0.56億年前的古近紀早期，大氣和海洋温度快速升高然後回落，其中可燃冰快速分解是可能的原因之一。圖源@文獻[21]

在中國試採可燃冰的南海神狐海域，人們發現距今11300-8000年前的海底泥沙有些“缺鈣”——碳酸鈣的含量明顯偏低，這是海水酸化留下的線索之一。在排除了一些其他因素後，它被解釋為末次冰期後的升温過程裏，可燃冰發生快速分解引起的底層海水酸化[8]。

除了改變海水的酸鹼性和含氧量，劇烈的可燃冰分解也能改變海底地貌。

（3）地貌修改器

在挪威大陸和斯瓦爾巴德羣島之間的巴倫支海，科學家發現了令人**“密恐”**的景象：原本應該被泥沙覆蓋得相對平坦的海底，像是爆了一臉青春痘一般，滿是疤痕。

巴倫支海密集的海底麻坑 | 在巴倫支海的比約恩納陸架槽邊緣，海底有大量的麻坑，這種海底地貌的形成與可燃冰分解有關。圖源@文獻[9]

它們的深度可達10-40米，直徑300-400米，更大坑洞的尺寸有600x1000m左右[9,22]。在坑洞周圍，海底仍在釋放甲烷氣泡。密集的氣泡在海水裏連成一串，在儀器成像裏可以看起來就像是千萬根火炬。

麻坑周圍釋放的甲烷氣泡 | 在巴倫支海海底麻坑周圍，仍在排放甲烷氣泡，可以通過特殊儀器進行可視化成像。圖源@文獻[9]

一萬多年前的末次冰期，巴倫支海地區曾經被厚厚的冰層覆蓋，冰層下形成可燃冰穩定帶。隨着冰蓋消融，海底一邊升温一邊緩慢抬升，可燃冰穩定帶的範圍發生大幅度變化，原先的可燃冰失穩、分解、釋放，大量氣體聚集成海底的鼓包（pingo）。

鼓包內的氣體可能有兩種釋放途徑，要麼緩緩釋放、海底陷落成坑；要麼噴薄而出、海底炸出大坑，變成海底的“密集痘疤”。類似的地貌在全球海洋裏廣泛存在，中國南海同樣有許多類似大坑，例如西沙羣島西南部海域800-1200米深的海底分佈有密集的坑洞羣，最大的坑直徑有3千米左右，深度超過160米[23-24]。根據它們的外觀，人們起了一個形象的名字：麻坑。

麻坑成因示意圖 | 麻坑的形成與可燃冰分解有關，會釋放大量甲烷進入海洋，也會有一部分甲烷進入大氣。圖源@文獻[9]

在陸地上，人們也在凍土地帶發現過類似的現象。2014年，俄羅斯西北部Yamal半島上，人們在地面上發現了一個大坑，周圍有新近被翻出的泥土，甚是奇特。經過科學家的實地考察，發現這是因為地下氣體壓力過大，衝破土壤導致的一場氣體爆發。

俄羅斯Yamal半島2014年氣爆坑爆發前後的航拍對比圖| 這種氣爆坑的形成源於泥土裏的高壓氣體爆發，可能與可燃冰分解有關，這個坑的直徑約為25米。圖源@文獻[25]

類似的現象在北極圈附近的凍土地帶並不罕見。2017年5月，一條河道中開始產生鼓包（下圖2），到了7月便炸成以一個大坑（下圖4），直徑達到數十米，並在爆發以後持續釋放甲烷氣體[26]。

俄羅斯Yamal半島2017年某個氣爆坑爆發的航拍對比圖 | 這個坑形成於一處河道底部的凍土帶，爆發以後坑內蓄水成湖。圖源@文獻[26]

有一種解釋認為，這些氣爆坑的形成，與凍土地下可燃冰的分解和氣體爆發有關[27]。在2014年產生的氣爆坑位置，地下60米處可能存在一層可燃冰。或許正是這些可燃冰分解產生了許多無處釋放的甲烷氣體，它們在凍土裏橫衝直撞、上湧聚集，最終炸成大坑。

俄羅斯Yamal半島2014年氣爆坑的地球物理探測結果 | 圖面中的數字表示電阻率值，該研究認為位於地下60米深處的含可燃冰地層引起了氣爆。圖源@文獻[27]

高壓氣體上浮、破壞地層的能力究竟有多強？在挪威斯瓦爾巴德羣島北部的Hinlopen滑坡邊緣，一個案例或許可以提供一些線索。人們在這裏發現一處被高壓天然氣破壞、挖掘了將近200米厚的泥沙層。氣體在泥沙地層中形成了“管道結構”，一路穿過可燃冰穩定區，至靠近海底的位置才儲存起來。這樣的機制可以在海底淺層製造不穩定層，具有引發滑坡的潛力[29]。

高壓天然氣穿過近200米厚的海底泥沙 | 上圖為人工地震剖面，下圖是原理示意。高壓氣體從可燃冰穩定帶下的高壓遊離氣聚集帶上湧，破壞、挖掘、穿過藴含可燃冰的泥沙後，聚集在淺近海底，留下“管狀結構”，管道直徑約20米。圖源@文獻[29]

**但這只是可燃冰分解引起滑坡的一種機制，**還有一種機制可能引起更大規模的海底滑坡，甚至引發海嘯——那便是由於可燃冰分解引起的地層變形、強度減弱，並最終在坡度適當的地區滑落。

由可燃冰分解引發海底滑坡的示意圖 | 當可燃冰穩定帶底界因為種種原因上移時，會使海底的一層可燃冰分解，一方面釋放氣體進入海水，另一方面改變泥砂層的力學性質，引起大規模滑坡。圖源@grida.no

挪威西北部海域的Storegga滑坡是目前已知規模最大的海底滑坡之一，一些科學家認為它與週期性大規模可燃冰分解有關[11,30-32]。最近一次滑坡發生於8200年前，在挪威、冰島、英國北部等地引發過大規模的海嘯災害，重創了當時生活在北歐沿海地區的古人類聚落[33]。

Storegga海底滑坡及其形成的海嘯 | Storegga滑坡的產生可能與可燃冰分解有關，這次滑坡引發了規模龐大的海嘯，席捲多個國家。圖源@文獻[34]

總結下來，可燃冰分解釋放出的甲烷，既可以在海底滋養生靈，也可以引起底層海水酸化和缺氧，引發海洋生物大量死亡甚至滅亡；而它們從地層裏釋放的方式，輕則可以引起排氣鼓包或麻坑，重則破壞地層、引起海底變形或滑坡，嚴重的滑坡還能製造出滑坡海嘯災害。

可燃冰的這些“本領”，為人們開發利用可燃冰帶來了不小的麻煩：人為開採是否會造成海底可燃冰的失穩，引起比自然分解速度更快、規模更大的“海底甲烷釋放”？

這些擔憂，恐怕並不是空穴來風。

03

未來商業開發的不確定性

儘管扮演着不安定的角色，但這並沒有影響人們將可燃冰作為資源加以利用的衝動。對於可燃冰的研究大約始於上世紀60年代，那時的人們曾認為蘇聯西伯利亞的Messoyakha氣田生產的天然氣存在可燃冰分解釋放的氣體，但該結論尚存爭議[35-36]。真正毫無爭議的、直接從含可燃冰地層裏進行試驗性開採，僅有短短18年的歷史。

人們首先開採的是北極圈內永久凍土帶以下的可燃冰，這是2002年及2007年多國合作在加拿大西北部Mallik地區的試採項目，凍土厚度650米左右，含有可燃冰的砂層位於大約1000米深。首次試採海底泥沙中的可燃冰是2013年，位於日本愛知縣附近海域，這裏的水深約1000米，藴含可燃冰的砂層位於海底以下300米[37-38]。

世界可燃冰開採試驗位置分佈圖 | 迄今為止，確切進行過可燃冰開採試驗的地點一共有五個，分別是位於加拿大北部的Mallik項目區（2007-2008年試採），美國阿拉斯加北坡的Hot Ice項目區（2012年試採），二者均為凍土可燃冰區塊，且由多國團隊合作試採；位於日本愛知縣附近南海海槽的愛知海項目區是首次（2013年）和第二次（2017年）海底可燃冰試採位置，由日美合作完成；中國的可燃冰試採由中國團隊獨立完成。製圖@陳隨&鞏向傑/星球科學評論

中國的可燃冰研究啓動較晚，於2007年和2009年在南海神狐海域和青海祁連山木裏凍土帶分別鑽遇可燃冰。2011年和2016年，研究人員首先在祁連山凍土區進行了兩次陸上可燃冰試採[39-40]，分別產氣近5天和23天。2017年，中國在南海神狐海域進行了首次海上試採，穩定生產60天，產氣30.9萬立方米。2019年，中國在南海同一海域完成了第二次試採，試驗了水平井在海底軟泥沙中的鑽探技術，實現穩定生產30天，產氣86.14萬立方米。

**目前為止，中國是世界上累計試採可燃冰產氣量最多的國家。**但在成就的背後，我們也需要對風險和不確定性有清晰的認識。

2017年首次可燃冰試採的藍鯨1號 | 圖源@圖蟲創意

可燃冰商業化開採面臨的主要問題，正如前文第二節所提，在於會改變泥沙的力學性質，降低泥沙的整體強度，容易引起海底不均勻變形、海底地層垮塌、高壓氣體噴出甚至滑坡等劇烈破壞現象[41-45]。

遺憾的是，人們對於這些風險的認識尚十分粗淺。現階段的主要研究方法，是使用試採獲得的數據進行實驗模擬和計算機模擬。然而實驗室條件難以代表深海的自然環境，計算機模型也會存在基於不同方法而產生的差異，它們有時甚至會出現完全迥異的結果。

例如，2013年日本試採後，一個日本研究團隊的計算機模擬顯示，6天的試採中，可燃冰發生分解的區域可能達到距離鑽井25米的地區；如果繼續生產至180天后，可燃冰分解範圍可能會擴展至200米範圍[43]。但在2017年中國試採後，一支中國研究團隊的另一種計算機模擬顯示，可燃冰的分解會侷限在鑽井周圍區域，即使兩年後也不會超過30米[46]。

日本“地球號”海洋鑽探船 | 該船是日本進行海洋鑽井的主力科考船，參加過多次全球大洋鑽探項目。日本兩次鑽探海底可燃冰，使用的都是這條科考船。圖源@JAMSTEC/日本國立海洋科技開發機構

類似這樣的不確定還有很多，而僅有的幾次試採結果，也並不足以打消人們的顧慮。2017年9月，中國首次南海試採結束的2個月後，科研人員來到試採海域展開環境監測。通過對比試採前、試採中和試採後的數據，認為僅在鑽井過程中發生了預期內的少量甲烷釋放。試採過程中和結束兩個月後，未見甲烷泄露、未見海底缺氧，海底也沒有發生海水渾濁度的變化，表明沒有發生大規模的海底地質變化[47]。

中國南海首次可燃冰試採的主要環境監測數據 | 來源@文獻[47]

這當然是一個好消息，但無論是中國的第一次試採還是日本的兩次試採，均未公開海底是否發生變形的數據**[48]**。在剛剛結束不久的中國第二次海底試採中，人們使用了“未觀測到甲烷泄露，未發生地質災害”這樣的字眼，這符合第一次試採後的檢測結果，但同時也沒有提及是否存在地層變形等方面的情況。

也許是沒有發生，也許是變化太小沒有探測到，但也不能排除這些變化尚未從幾百米深處影響到海底。

**這些變化所需的時間，也是未知數。**以2017年俄羅斯Yamal半島發生在河道里的氣爆為例，從發現變形到最終爆發用了兩個月，但氣體在地下聚集發展了多久，人們則完全沒有頭緒。在斯瓦爾巴德島北部的海底泥沙中，高壓天然氣聚集、破壞地層產生“管道結構”需要多長時間，現在也完全是未知數。

中國南海首次可燃冰試採時的火炬 | 圖源@文獻[47]

總之，在關於可燃冰開採引發海底變形的領域，還存在太多的****空白，我們並不知道地層變形將如何累積、高壓氣體是否在地下聚集、何時會開始上湧破壞地層、何時會上升到海底淺層、何種條件會觸發滑坡、風險會達到何種規模、滑坡是否會使附近的可燃冰失穩分解等細節。

根據一份計算機模擬研究，長期（長達4年以上的水平井開發）可燃冰開採會引起地層變形逐漸積累，並最終可能會發展成大規模海底變形甚至滑坡[49]。因此，一兩口井持續一兩個月的試採和數據測量，或許並不足以説明問題。

而矛盾的是，想要知道這些問題的答案，只能開展時間更長、規模更大的生產實踐，甚至在真實的事故里來分析事故的原因。在當下的科學認識水平下，只要開採可燃冰，就意味着要承擔很多未知風險；但也只有繼續進行開採試驗，才能更好地認識風險。這種不可調和的矛盾，會貫穿在整個可燃冰開採的實踐裏。

位於加拿大麥肯齊三角洲的Mallik可燃冰試採現場 | 這裏位於北極圈內，極度嚴寒，陽光穿透大氣中的冰晶後呈現出光柱。圖源@USGS/美國地質調查局

當代海洋正處在表層海水快速酸化和缺氧的背景下[51-55]，人為引發可燃冰分解和釋放的前景不免令人擔心。而且這些研究大多集中在海洋表層，並沒有深入考慮海底可燃冰分解造成的深層海水酸化和缺氧問題。由於表層海水與深層海水的大規模交換作用（如温鹽環流），最終的情況可能更糟。

驅動全球海水大規模交換的温鹽環流 | 圖源@grida.no

海水酸化會影響部分海洋生物碳酸鈣外殼的合成，缺氧海水則容易引發大面積生物死亡，二者最終會影響到海洋食物鏈，並以此影響到人類社會。

海洋化學性質的變化如何影響海洋生物？ | 許多浮游生物具有鈣質外骨骼，酸化的海水不利於生物合成，會嚴重影響它們的生存，從而危及到整個海洋食物鏈。圖中的生物是翼足類動物，它是一種具有碳酸鈣貝殼的軟體動物，幼體營浮游生活。研究人員將它的貝殼放在當前認識水平下，與2100年海水酸性和碳酸鹽含量相當的水中，45天后貝殼就開始溶解。圖源@NOAA/美國國家海洋和大氣管理局

雖然短期內肯定不會引起大規模生物滅絕，但勢必會逐漸改變現有海洋生物的生存格局，從而進一步影響到海洋養殖業和捕撈業，並以這種方式影響人們的餐桌——海洋為人類提供了**18%**的蛋白質來源，它們不光是各種生猛海鮮，還有以海洋生物作為飼料的家畜家禽。一旦海洋的生態出現問題，人類社會將會發生不小的動盪。

夕陽下的漁船 | 可燃冰開採對海洋環境的潛在衝擊，會通過複雜的食物鏈最終影響到每一個人。圖源@VCG

是的，人們需要關心可燃冰開採對于海洋環境的潛在衝擊，這不僅因為對於可燃冰的各種認識仍然過於粗淺，而且暫時還沒有很好的監測手段和可靠模型，更因為它也能影響到你我飯桌上的食物，影響到子孫後代的食物。

海鮮 | 對於普通人而言，關注可燃冰開採風險，最終會迴歸到食物安全問題。圖源@VCG

可燃冰只是地球上存在了億萬年，並將繼續存在億萬年的一種物質，是這顆星球生生不息的碳循環發動機中，一個並不起眼的小齒輪。它究竟是未來能源之星，還是將要影響人類社會的魔鬼，決定權其實在於人類。

在於人們選擇怎樣的開發策略，在於保持高度謹慎徐徐圖之；在於充分做好風險研判和科研跟進，在於提高從業人員的風險認知水平。

也在於整個社會的你我他，能夠認識到可燃冰這種物質的風險，和背後尚存的諸多未知。

| END |

策劃撰稿 ｜ 雲舞空城

視覺設計 ｜陳隨 

 地圖設計 ｜鞏向傑 

圖片編輯 ｜ 謝禹涵

內容審校 ｜ 張楠

封面來源 ｜圖蟲創意

**【**本文參考文獻】

[1] Demirbas A. Methane hydrates as potential energy resource: Part 1–Importance, resource and recovery facilities[J]. Energy Conversion and Management, 2010, 51(7): 1547-1561.

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