可燃冰是怎么形成的？

问题描述：可燃冰是怎么形成的？甲烷的水合物，在什么样的条件下产生的？

领域专家：关于这个问题，中国科普博览邀请中科院海洋所的科学家来回答：

可燃冰的形成需要稳定的低温高压环境，这正是可燃冰多分布在永久冻土带、海底沉积物区的原因。形成可燃冰另一个条件是需要稳定的气源：只有存在稳定的气源补充，可燃冰才得以生成并存在。

天然气水合物的气源成因一般有两种：热成因和生物成因。当沉积物底部存在油气藏时，底部重烃受热裂解成小分子烷烃并向上扩散，为天然气水合物的生成提供气源。当沉积物内部富含有机物时，沉积物内部的生物地球化学反应会生成甲烷，并向上渗漏为天然气水合物的生成提供气源。

大家知道，游离态气体分子的热运动往往都比较强烈，水分子如何捕获气体分子进而形成天然气水合物的呢？关于天然气水合物的生成、分解等动力学机制研究，大多通过实验室内模拟装置进行。到现在为止，已有众多科学家提出了理论模型用以解释天然气水合物的生成及分解过程。大体说来，天然气水合物生成过程分为三个阶段：溶解，诱导，成长。

溶解阶段是天然气溶解于水形成气-液界面的过程，该阶段为水合物的形成条件；诱导阶段为水合物的凝固形成过程，为水合物的成核阶段；成长阶段为晶核的稳定成长过程，热量和质量在三相(水、水合物和游离气)平衡传递，微小的水合物粉末逐渐生长为结晶状天然气水合物。

天然气水合物的动力学机制搞清楚之后，对我们有什么帮助呢？在了解天然气水合物动力学过程之后，我们就可以在一定程度上控制天然气水合物的生成及分解过程，这对可燃冰的开采及之后的运输至关重要。

领域专家：转自《南京日报》

可燃冰的形成必须具备四个条件。一是温度，生成可燃冰的温度不能太高，也不能太低，适宜温度是0—10℃之间，最高限是20℃。二是压力，形成可燃冰需要足够的压力，但也不能太大，在0℃时，30个大气压以上就可。三是气源，“巧妇难为无米之炊”，丰富的天然气是可燃冰的重要组成部分。四是适量的水，这也是形成可燃冰不可或缺的成分。

因此，目前发现的可燃冰资源主要分布在海底0—1500米深的大陆架以及北极等永久冻土地区。而海底可燃冰的分布范围要比陆地大很多，据科学家大致估计，可燃冰分布的陆海比例为1:100，大约27%的陆地，包括极地冰川冻土带和冰雪高山冻结岩，以及90%的大洋水域是可燃冰的潜在区。陆地可燃冰分布较少是因为除了永久冻土层，其他地方很少像海底一样具备可燃冰形成的条件，而在海底300—500米的沉积物中都可能具备。