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天然气水合物与全球气候变化 总被引：2，自引：0，他引：2
天然气水合物作为21世纪的重要能源已受到广泛认可和高度关注。与此同时,作为一个重要的气候致变因素,在地质历史时期中天然气水合物在自然条件下的突然分解释放甲烷气体可能造成全球气候变暖、地质灾害和生物灭绝等负面影响仍不容忽视。本文通过分析天然气水合物的稳定性与分解释放甲烷气体、天然气水合物对气候的反馈机制以及天然气水合物的分解在地质历史时期中对全球气候变化的可能影响,如新元古代“雪球”地球的终结、古新世一始新世极热事件和第四纪冰期后气候快速变暖等,对天然气水合物在全球气候变化过程中的作用进行了探讨。 相似文献
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天然气水合物分解及其生态环境效应研究进展 总被引：10，自引：2，他引：8
了解大陆／大洋边缘地区天然气水合物形成与分解及其在海底沉积物、水体及海底化学自氧生物群落中的一系列物理、化学及生物作用有助于我们在全球和区域尺度上探讨天然气水合物分解对气候变化的影响;天然气水合物在碳循环中的作用和大陆边缘流体活动与物质交换机制等问题。从水合物分解与全球变暖、贫／缺氧甲烷氧化作用、自生矿物沉淀、化学自养生物群落等方面综述了水合物的环境生态效应研究进展。天然气水合物的形成／分解及
其对海洋乃至全球环境生态变化的影响,深刻地反映了地球上岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间相互联系与相互作用,生物,特别是微生物对全球CH 4的平衡和自生矿物沉淀至关重要。 相似文献
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天然气水合物研究现状与未来挑战 总被引：36，自引：3，他引：33
人类在21世纪后期面临着油气资源枯渴,寻求洁净高效的新能源成为科学界追求的目标。为此,近三十年来,世界各国相继投入了大量的资金和人力开展新能源研究。目前,人们在一种重要的新能源---气水合物的基础研究、地质调查、勘探开发等领域取得了较大的进展;但尚存在许多急待解决的重大理论问题,如天然气水合物形成与分解的动力学过程和地质条件,气水合物资源量计算办法,经济型天然气水合物开采、开发模式,气水合物对全球气候的影响等。天然气水合物作为化石燃料,具有巨大潜力;作为甲烷碳库,是海底地质灾害的诱因;作为温室气体,对全球气候变化有着重要的影响作用。天然气水合物研究未来面临挑战。 相似文献
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随着海底环境的变化以及全球变暖的加剧,天然气水合物分解释放出大量甲烷到海洋中,其中一部分甲烷会穿过海水释放到大气中,导致大气中的温室气体增加,从而加剧了全球暖化。本文从甲烷的释放和运移路径角度梳理和总结了甲烷对海洋生物的直接和间接影响。首先,水合物分解释放甲烷,在海底形成冷泉渗漏区,滋养了一批特殊的生物群落,而甲烷是其形成生命元素中不可或缺的要素,由此繁衍形成了冷泉生态系统。其次,甲烷释放到海水中会引起海水酸化,海水酸化不仅会导致钙化生物合成碳酸钙外壳受阻,还会加速已生成外壳的溶解。最后,甲烷作为强温室气体释放到大气中还会加剧全球变暖;此外,极地冻土层的融化也会使得冻土区天然气水合物分解,导致大量甲烷进入大气中,从而致使海水暖化,海水的暖化又会对海洋生物的生存、代谢、繁殖、发育和免疫应答等多种生命活动造成影响。以上认识为进一步研究甲烷对未来海洋生态系统的影响提供重要参考信息。 相似文献
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天然气水合物的环境效应 总被引：4，自引：0，他引：4
天然气水合物是近些年来发现的一种新型超级洁：争能源，因其在能源勘探、海底灾害环境和全球气候变化研究中的重要性而日益引起世界各国的高度重视。本文综述了天然气水合物在形成、分解过程中的加剧全球气候变暖、海底灾害和影响海洋生物等环境效应；指出将地质历吏时期的重大事件与天然气水合物产生的这些环境效应结合将成为今后的主要研究方向。 相似文献
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天然气水合物的特征及环境意义 总被引：1，自引：0，他引：1
天然气水合物是由甲烷等气体和水分子组成的类冰状的固态物质,主要分布在极地永冻层和外大陆架边缘的海洋沉积物中,赋存在天然气水合物中的碳约为１０＾１３吨,相当于全球其他化石燃料中碳含量的两倍,由于天然气水合物处于亚稳定状态。因此天然气水合物既可作为２１世纪潜在能源资源,又可以非稳定状态导致海底滑塌和滑坡等地质灾害,并可通过释放甲烷影响全球气候。 相似文献
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天然气水合物研究中的几个重要问题 总被引：20，自引：0，他引：20
综述了当前关于天然气水合物研究中的几个重要问题，提出了今后的主要研究方向，全球大约有10^19g碳以天然气水合物的形式储存在沉积物中，大约是其它所有化石燃料沉积物形式储存量的2倍多，因此，天然气水合物被认为是21世纪具有商业开发无景的潜在的战略资源，天然气水合物是一种亚稳态物质，极易受到温度和压力条件的影响，海底天然气水合物的分解将会影响沉积物的物理化学性质（如剪切强度和流变性等），地球物理性质（如地震波速和电导性），以及地球化学性质（如孔隙流体成分）的明显变化，导致诸如海底滑塌等地质灾害的发生，天然气水合物的分解会产生导致“温室效应”的甲烷气体，该气体进入大气圈中会引起全球气候和环境的变化。 相似文献
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巨量天然气水合物广泛赋存于大陆坡海底和高纬度永久冻土带沉积物中,是重要的环境影响因素。有些地质历史时期发生的重大地质灾变可能是由天然气水合物分解释放甲烷引起的。持续时间短暂且显著的全球性海相和陆相碳同位素的负漂移、甲烷起源的极负碳酸盐岩碳同位素值(特别是δ13C<-40‰)、碳酸盐岩溶解、指示甲烷浓度异常的生物标志化合物、生物成因重晶石富集、类似冷泉碳酸盐岩发育的特殊沉积组构、海底垮塌及碳酸盐结晶扇(如文石)等是支持天然气水合物分解“假说”的主要证据。但这些证据还存在一定的局限性,该“假说”仍然存在较大的争论,因此需要进一步深入研究。 相似文献
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天然气水合物与全球变化研究 总被引：24，自引：4，他引：24
天然气水合物含碳量超过全球所有其他来源有机碳的总和,是地圈浅部的极重要碳库。自然界中温压条件的微小变化都会引起天然气水合物的形成或分解,从而吸收或释放甲烷,对全球碳循环和温室效应产生重要影响。天然气水合物对全球气候变化、冰期和间冰期的交替的反馈在极地和中低纬度不同,在中低纬度
也有两种相反的过程,因而对其总效应的方向和强度尚需详细研究和估计。我国许多海区有天然气水合物存在的条件,在南海已有报道;可通过地震剖面的重新判读及数值模拟估计天然气水合物的储藏量和它对海平面变化的反馈,以提供边缘海这类研究的范例。 相似文献
也有两种相反的过程,因而对其总效应的方向和强度尚需详细研究和估计。我国许多海区有天然气水合物存在的条件,在南海已有报道;可通过地震剖面的重新判读及数值模拟估计天然气水合物的储藏量和它对海平面变化的反馈,以提供边缘海这类研究的范例。 相似文献
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自然地质条件下不同气源的天然气体由于其组成不同,对天然气水合物的成藏条件产生不同影响。以2个常规天然气样品为例,在中国石油大学自行研制的水合物成藏一维模拟实验装置上进行了水合物成藏模拟实验,并对实验前后的原始气样、水合物形成后的游离气、分解气进行了气体组分分析。实验结果表明：水合物分解气中CH4、N2含量降低,而C2H6、C3H8、iC4H10、nC4H10、CO2含量增大,游离气中各组分的变化趋势刚好相反,这意味着同等的温度压力条件下,C2H6、C3H8、iC4H10、nC4H10、CO2等与CH4、N2相比更易于形成水合物;通过计算分解气体各组分相对于原始气体的相对变化量发现,在实验温度压力条件下（高压釜温度范围为4~10 ℃,气体进口压力为5 MPa）,烃类气体与水结合形成水合物的能力由甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷依次增加;由于不同烃类气体与水合物结合的条件不同,导致水合物形成过程中气体组分发生分异,水合物中甲烷含量减少、湿气含量增大,而游离气中气体变化相反,在自然地质条件下形成由水合物稳定带上部溶解气带、水合物稳定带及下部游离气带（或常规气藏）甲烷含量呈中-低-高特点,湿气和二氧化碳含量呈低-高-中的三层结构分布模式,因此,同一气源气体在不同带内表现出不同的气体组分特征。 相似文献
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美国天然气水合物研究计划介绍 总被引：9，自引：0，他引：9
以美国近年来提出的天然气水合物研究计划和项目申请书为基础,介绍美国科学家在天然气水合物研究领域中所关心的关键科学与技术问题和研究焦点,供我国天然气水合物研究者在项目设计和开展研究工作时参考。美国天然气水合物研究关注的重点科学问题主要集中在 4个方面：天然气水合物的物理与化学特性研究;天然气水合物开采技术研究;天然气水合物灾害-安全性与海底稳定性研究;天然气水合物在全球碳循环中的作用研究。在研究方法上主要采取天然气水合物区的现场地质地球化学观测、实验室合成和测定及计算模拟,特别关注与水合物和油气冷泉相关的生命过程及与水合物的相互作用研究。 相似文献
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Dissolution rates of pure methane hydrate and carbon-dioxide hydrate in undersaturated seawater at 1000-m depth 总被引：2，自引：0，他引：2
Gregor Rehder Stephen H. Kirby Laura A. Stern John Pinkston Peter G. Brewer 《Geochimica et cosmochimica acta》2004,68(2):285-292
To help constrain models involving the chemical stability and lifetime of gas clathrate hydrates exposed at the seafloor, dissolution rates of pure methane and carbon-dioxide hydrates were measured directly on the seafloor within the nominal pressure-temperature (P/T) range of the gas hydrate stability zone. Other natural boundary conditions included variable flow velocity and undersaturation of seawater with respect to the hydrate-forming species. Four cylindrical test specimens of pure, polycrystalline CH4 and CO2 hydrate were grown and fully compacted in the laboratory, then transferred by pressure vessel to the seafloor (1028 m depth), exposed to the deep ocean environment, and monitored for 27 hours using time-lapse and HDTV cameras. Video analysis showed diameter reductions at rates between 0.94 and 1.20 μm/s and between 9.0 and 10.6 · 10−2 μm/s for the CO2 and CH4 hydrates, respectively, corresponding to dissolution rates of 4.15 ± 0.5 mmol CO2/m2s and 0.37 ± 0.03 mmol CH4/m2s. The ratio of the dissolution rates fits a diffusive boundary layer model that incorporates relative gas solubilities appropriate to the field site, which implies that the kinetics of the dissolution of both hydrates is diffusion-controlled. The observed dissolution of several mm (CH4) or tens of mm (CO2) of hydrate from the sample surfaces per day has major implications for estimating the longevity of natural gas hydrate outcrops as well as for the possible roles of CO2 hydrates in marine carbon sequestration strategies. 相似文献
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简要介绍了2011年7月在英国爱丁堡召开的第七届国际天然气水合物大会概况。对会议中5个大会特邀主题报告给予介绍或评述。Thomas介绍了亨弗利·戴维对科学发现的追求和应用,后者在实验室发现了气水合物。Ripmeeste总结了实验模拟中对气水合物客体与载体相互作用、水合物形成和分解过程的认识和成果。Suess指出过去25年间人们对海洋天然气水合物的研究经历了从“避免策略到旨在获取”、“能源开发和二氧化碳储存兼顾”、“追求储量到记录环境变化”3个阶段。Kurihara总结了日本多年的研发结果,包括数字模拟研究、对甲烷储层的分类和产气能力的评估、天然气生产方法等,讨论了商业发展甲烷水合物的可行性和挑战。Sloan介绍了管道安全复杂体系的4种概念性端元类型,并指出风险管理策略比防治更为经济,是未来防止水合物堵塞的重要工具。 相似文献
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天然气水合物是一类潜在的储量巨大的清洁能源.近年来,水合物的研究已经逐渐拓展至纳米、介观层面.纳米科学贯穿了水合物研究的全过程,包括上游天然气水合物成藏、开采和下游的储运、分离等水合物应用技术,其核心在于研究水合物在纳米材料表面、内部、间隙中生长和分解的传质传热过程.将以第九届国际水合物大会（ICGH9）为切入点,从水合物成藏、开采和下游技术应用几个方面综述近年来水合物研究中的纳米研究进展.目前对水合物的研究尺度并未做到全覆盖,水合物在纳米材料间隙中的传质传热过程研究较少,纳米材料的累积放大效应研究也存在空白.这正是水合物成藏、开采研究中的瓶颈问题.未来的研究应该着眼于水合物在纳米材料中生成和分解的传质传热作用,以此为主线将水合物技术和水合物成藏、开采研究中的核心问题进行统一协同研究. 相似文献
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天然气水合物勘探-开发-储运-环境响应研究新进展--第五届天然气水合物国际会议简介 总被引：3，自引：1，他引：3
主要根据第五届天然气水合物国际会议(ICGH5)的资料,介绍了天然气水合物勘探、开发、储运和环境响应研究的新进展.在勘探、开发方面,主要使用多维地震和核磁共振等方法来研究天然气水合物的分布情况,并根据天然气水合物声阻抗与沉积物孔隙度之间的关系来估算天然气水合物的资源量;在储运方面,与传统的液化天然气方法相比,以天然气水合物丸粒形式储运天然气所需的费用和所消耗的总能量以及所释放出的CO2相对较少;在环境响应方面,对深海储存CO2以及CH4流体对海洋和大气影响的研究,为解决天然气水合物可能引起的环境问题提供了新的思路.最后,介绍了各国天然气水合物的研究情况,并对天然气水合物研究中尚需解决的问题进行了展望. 相似文献
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James B. Bell 《Geology Today》2014,30(5):192-195
Gas hydrates are the largest deposits of hydrocarbons in the world. They are distributed throughout marine sediments and their stability depends largely upon temperature and pressure. Typically, ～99 percent of these hydrocarbon deposits are composed of methane, which is a potent greenhouse gas. Methane release from gas hydrates has been implicated in mass extinction events. Present and future changes in ocean temperature have the potential to increase the rate of methane production from gas hydrates and thus to affect Earth's climate. Whilst the deep sea normally serves as a sink for greenhouse gases, the release of methane from gas hydrates could be a hugely significant source in the future and pose a real threat to our efforts to limit greenhouse gas emissions. 相似文献