可燃冰的主要成分是什么物質

可燃冰其主要成分是甲烷，屬于有機化合物。分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。因其外觀像冰，遇火即燃，因此被稱為“可燃冰”、“固體瓦斯”和“汽冰”。

可燃冰的組成結構

天然氣水合物是一種白色固體物質,有極強的燃燒力,主要由水分子和烴類氣體分子(主要是甲烷)組成,它是在一定條件(合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等)下由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時組成的類冰的、非化學計量的、籠形結晶化合物(碳的電負性較大,在高壓下能吸引與之相近的氫原子形成氫鍵,構成籠狀結構)。一旦溫度升高或壓強降低,甲烷氣則會逸出,固體水合物便趨于崩解。

“天然氣水合物”,是天然氣在0℃和30個大氣壓的作用下結晶而成的“冰塊”。“冰塊”里甲烷占80%～99.9%,可直接點燃。可用mCH4·nH2O來表示,m代表水合物中的氣體分子,n為水合指數(也就是水分子數)。

組成天然氣的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成單種或多種天然氣水合物。形成天然氣水合物的主要氣體為甲烷,對甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物通常稱為甲烷水合物(Methane Hydrate)。

每單位晶胞內有兩個十二面體(20 個端點因此有 20 個水分子)和六個十四面體(tetrakaidecahedral)(24 個水分子)的水籠結構。其水合值(hydratation value)20 可由 MAS NMR 來求得。 甲烷氣水包合物頻譜于 275 K 和 3.1 MPa下記錄,顯示出每個籠形都反映出峰值,且氣態的甲烷也有個別的峰值。

可燃冰開采

在開采過程中，如果可燃冰礦藏受到一點點破壞，那么可燃冰就會迅速分解，只留下一攤水，甲烷氣體則人不知鬼不覺地悄然溜掉。眾所周知，甲烷是一種反應快速、影響明顯的溫室氣體，所產生的溫室效應要比二氧化碳至少大20倍。

并且，可燃冰中固化的甲烷總量相當于大氣中甲烷數量的3000倍，一旦沉睡中的可燃冰礦藏受到“驚擾”，無論是人為的開采或者是大自然的影響，都可能導致甲烷氣體大量散失，從而引發強烈的溫室效應。這反過來又進一步促使海底水合物的分解，造成一種惡性循環的局面。地球人都知道，目前溫室效應造成的異常氣候和海平面上升嚴重威脅著人類的生存，各國正圍統著這一問題展開唇槍舌戰呢。

同時，海底的甲烷進入水中后，會消耗掉大量的氧氣，海里有很多的氧氣，因為氧氣要跟甲烷反應，就會產生二氧化碳，消耗掉了氧氣又產生這么多二氧化碳，周邊海底生物就會死掉。可以說，可燃冰還是海底生物的潛在殺手，也是海洋環境的一大隱患。著名的百慕大海域之所以成為“死亡三角區”，有一種解釋就是那里散發出了大量的可燃冰。