美科学家发现巨大能源宝藏!海底源源不断释放,将解决能源危机?

美科学家发现巨大能源宝藏!海底源源不断释放,将解决能源危机?

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步入21世纪,能源危机愈发地成为困扰人类发展的一大挑战,而当今世界仍笼罩在美国主导的石油时代,前途暗淡。不过,近日来自美国加利福尼亚理工学院的科学家有了一项重磅发现:海洋底部埋藏着的巨大甲烷“矿藏”。研究人员预计,这一新发现的能源总储量超过了工业革命前地球大气中的甲烷总量,若能得到有效开采,将造福世界。

其实,这并非首次在海底发现甲烷,不过以往发现的甲烷大都来源于生物质,而此次则是非生物质甲烷。所谓非生物甲烷,就是不涉及有机物质或生物反应而产生,继而固定于海床中的甲烷气。这些甲烷往往通过深海“通风口”被释放出来,但其来源至今不明。伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的海洋地球化学家Jeffrey Seewald表示,其团队多年来致力于对深海甲烷来源的探索,无数线索均表明——这些甲烷与地球地质活动间有着密切的关系。

Seewald及其团队分别从地幔和海洋深处收集了共160块海洋地壳岩石样本,其中不乏位于海脊、俯冲带的样本(如马里亚纳海沟附近)。通过光谱学和显微技术的分析,研究人员发现在深海处采集到的岩石样品中均含有高浓度的甲烷成分,并且包含氢气。显然,仅仅是生物质甲烷绝不可能有如此高的含量。

至于甲烷的来源,科研人员有如下看法:矿物质从海水中缓慢穿过深海地壳,随后被包裹在炙热的岩浆中,形成橄榄石(地球上地幔的主要成分)。随着时间的推移,矿物质慢慢的冷却,而存储在岩石内部的流体通过各种复杂的化学反应,最终产生甲烷和氢气。当甲烷和氢气产生后,直到橄榄石外壳破裂或部分溶解后,内部的甲烷随之释放出来。

这一过程不仅仅在地球上发生,太阳系其他地方也有同样的过程。例如在火星及其他太阳系更偏远的星球上,即使没有液态水或者热液活动的,同样会有甲烷的形成。研究人员表示,在富含橄榄石的岩石中可能形成流体包裹体,当与太阳系中某一天体上的水相互作用后,形成的甲烷等气体对星系有机生命的形成具有重要意义。

反观我们的地球,或许从地球形成之初,这种物质间的化学反应和循环为陆地、海洋生物的生存提供了重要的物质保障。当然,这只是对新发现甲烷形成的一种解释。进一步分析表明,地球海洋沉积物中蕴含的甲烷总量已超过工业时代前地球大气中的甲烷总量。科学家表示,“我们应该庆幸这一发现,或许可以解决人类即将面临的能源危机。

作者/科学熊

编校/朱张航宇

参考文献:Klein, F., Grozeva, N. G., & Seewald, J. S. (2019). Abiotic methane synthesis and serpentinization in olivine-hosted fluid inclusions. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201907871. doi:10.1073/pnas.1907871116

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