“可燃冰”将解千年能源忧?

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  •   可燃冰
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  •   天然气水合物是水和天然气(主要成
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  • 分为甲烷)在中高压和低温条件下混合时产生
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  • 的晶体物质,外貌极似冰雪,点火即可燃烧,
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  • 故又称之为“可燃冰”或者“气冰”、“固体
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  • 瓦斯”。它在自然界分布非常广泛,海底以下0
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  • dòng
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  • 1500米深的大陆架或北极等地的永久冻土带
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  • 都有可能存在,世界上有79个国家和地区都发
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  • 现了天然气水合物气藏。
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  • 2001
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  •   在2001年高考化学试卷上海卷中有一
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  • 道题这样谈到,“第28届国际地质大会提供的
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  • 资料显示,海底有大量的天然气水合物,可满
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  • 1000
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  • 足人类1000年的能源需要……”
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  •   什么是天然气水合物呢?它真有这样
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  • 巨大的潜在能力吗?
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  •   中国科学院广州能源所专家樊栓狮告
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  • 诉记者,天然气水合物是水和天然气(主要成
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  • 分为甲烷)在中高压和低温条件下混合时产生
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  • 的晶体物质,外貌极似冰雪,点火即可燃烧,
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  • 故又称之为“可燃冰”或者“气冰”、“固体
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  • 瓦斯”。它在自然界分布非常广泛,海底以下0
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  • dòng
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  • 1500米深的大陆架或北极等地的永久冻土带
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  • 都有可能存在,世界上有79个国家和地区都发
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  • 现了天然气水合物气藏。
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  •   从能源的角度看,“可燃冰”可视为
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  • 被高度压缩的天然气资源,每立方米能分解释
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  • 160
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  • 放出160180标准立方米的天然气。迄今为止
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  • de
  • ,在世界各地的海洋及大陆地层中,已探明的
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  • “可燃冰”储量已相当于全球传统化石能源(
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  • 煤、石油、天然气、油页岩等)储量的两倍以
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  • 上。推测出来的“可燃冰”气藏
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  • shuǐ
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  • jiū
  • yóu
  • lái
  •   其实,人们对气水合物的探究由来已
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  • 1810
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  • 久,最早可追溯到1810年,英国科学家戴维在
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  • shì
  • líng
  • shàng
  • chū
  • 实验室中把氯气通入水中,在摄氏零度以上出
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  • 现了“冰块”,由此人们首次认识到了气水合
  • zhè
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  • hǎo
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  • zài
  • méi
  • 物这种物质。之后人们出于科学好奇,再也没
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  • de
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  • fēn
  • 有停止过对气水合物的研究和探索,他们纷纷
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  • shì
  • shì
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  • shì
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  • néng
  • 把各种各样的气体通入水中试一试,看是否能
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  • huà
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  • 够形成“冰块”,例如甲烷、二氧化碳等等。
  • ér
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  • jiàn
  • de
  • duàn
  • jìn
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  • men
  • zài
  • yuè
  • lái
  • 而随着实验条件的不断进步,人们可以在越来
  • yuè
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  • xià
  • jìn
  • háng
  • shuǐ
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  • 越苛刻的条件下进行气体与水合成的实验,像
  • dàn
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  • xiē
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  • 100
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  • 氮气、氧气这些气体就要在100多个大气压下才
  • néng
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  • 2002
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  • měi
  • guó
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  • 能与水合成。2002年美国科学家发现,氢气在
  • 2000
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  • tiáo
  • jiàn
  • xià
  • néng
  • gòu
  • 2000多个大气压下和一定的温度条件下也能够
  • xíng
  • chéng
  • shuǐ
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  • fèn
  • yuè
  • xiǎo
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  • xíng
  • chéng
  • shuǐ
  • 形成气水合物,由于气体分子越小,形成气水
  • yuè
  • nán
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  • ér
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  • fèn
  • shì
  • zuì
  • xiǎo
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  • zhè
  • jiù
  • cóng
  • lùn
  • 合物越难,而氢气分子是最小的,这就从理论
  • shàng
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  • míng
  • le
  • suǒ
  • yǒu
  • dōu
  • shuǐ
  • shēng
  • chéng
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  • 上证明了所有气体都可以和水生成“冰块”。
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  • zhě
  • shuō
  • jiǎ
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  • shuǐ
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  • shì
  •   “可燃冰”或者说甲烷水合物,就是
  • zuò
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  • zhǒng
  • xué
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  • suǒ
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  • 1
  • 作为一种科学探索的产物,被科学家维纳德于1
  • 888
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  • 888年合成,此时的它没有多大的实际意义。
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  • 1930
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  • dào
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  • 到了1930年,工程师在天然气输送管道里发现
  • le
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  • kuài
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  • 了这种奇怪的“冰块”,堵塞住了天然气的输
  • sòng
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  • suí
  • hòu
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  • 1934
  • nián
  • měi
  • guó
  • xué
  • 送,成为麻烦制造者。随后,1934年美国科学
  • jiā
  • hàn
  • shī
  • biǎo
  • le
  • guān
  • tiān
  • rán
  • shuǐ
  • zào
  • chéng
  • shū
  • 家汉默施密特发表了关于天然气水合物造成输
  • guǎn
  • dào
  • sāi
  • de
  • yǒu
  • guān
  • shù
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  • rén
  • men
  • cóng
  • miàn
  • rèn
  • shí
  • dào
  • tiān
  • 气管道堵塞的有关数据,人们从负面认识到天
  • rán
  • shuǐ
  • de
  • gōng
  • zhòng
  • yào
  • xìng
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  • kāi
  • shǐ
  • shēn
  • duì
  • jìn
  • háng
  • 然气水合物的工业重要性,开始深入对其进行
  • yán
  • jiū
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  • zài
  • gōng
  • tiáo
  • jiàn
  • xià
  • duì
  • tiān
  • rán
  • shuǐ
  • jìn
  • háng
  • 研究,以期在工业条件下对天然气水合物进行
  • qīng
  • chú
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  • shuǐ
  • shēng
  • chéng
  • huà
  • de
  • kāi
  • 预报和清除,以及水合物生成阻化剂的开发和
  • yīng
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  • zhè
  • shí
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  • rén
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  • hèn
  • tiān
  • rán
  • shuǐ
  • yuè
  • 应用---这个时期,人们恨不得天然气水合物越
  • shǎo
  • yuè
  • hǎo
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  • 少越好!
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  • zhí
  • dào
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  • 60
  • nián
  • dài
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  • zài
  • lián
  • xué
  • jiā
  •   直到上世纪60年代末,在苏联科学家
  • de
  • bāng
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  • 的帮助下,“可燃冰”终于翻了身。科学家们
  • xiǎng
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  • yàn
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  • hái
  • shì
  • shū
  • guǎn
  • dào
  • 想,此前不论是在实验室里的,还是输气管道
  • de
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  • shì
  • rén
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  •  
  • 里的“可燃冰”,都是人为环境中产生的,那
  • me
  • zài
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  • jìng
  • zhōng
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  • guǒ
  • mǎn
  • wēn
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  • yǒu
  • yǒu
  • 么在自然环境中,如果满足低温高压、有气有
  • shuǐ
  • de
  • tiáo
  • jiàn
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  • shì
  • fǒu
  • yǒu
  • tiān
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  • de
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  • rán
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  • cún
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  • ne
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  • 水的条件,是否有天然的“可燃冰”存在呢?
  • kuàng
  • qiě
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  • zhè
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  • jiàn
  • zài
  • rán
  • jiè
  • hái
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  • yǒu
  • shǎo
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  • yǒng
  • 况且,这种条件在自然界还真有不少,例如永
  • dòng
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  • dòng
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  • hǎi
  • biǎo
  • céng
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  • děng
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  • jiù
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  • shàng
  • 冻区、冻土带、海底地表层等等,就连彗星上
  • néng
  • pái
  • chú
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  • yóu
  • tuī
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  • rán
  • jiè
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  • cún
  • zài
  • zhe
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  • rán
  • 也不能排除。由此推测,自然界中存在着天然
  • de
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  • rán
  • bīng
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  • 1968
  • nián
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  • rén
  • men
  • zài
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  • luó
  • 的“可燃冰”。果真,1968年,人们在俄罗斯
  • běi
  • de
  • mài
  • suǒ
  • tián
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  • xiàn
  • guān
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  • 西西伯利亚北部的麦索雅哈气田(现已关闭)
  • xiàn
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  • rán
  • bīng
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  • wéi
  • tiān
  • rán
  • shuǐ
  • cáng
  • 发现了“可燃冰”,这成为天然气水合物气藏
  • de
  • diǎn
  • xíng
  • de
  • shí
  •  
  • 的一个典型的实例。
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  • xiàn
  • zài
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  • zhe
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  • rán
  • bīng
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  • zài
  • wèi
  • lái
  • néng
  • yuán
  •   现在,随着对“可燃冰”在未来能源
  • fāng
  • miàn
  • suǒ
  • bàn
  • yǎn
  • jiǎo
  • zhòng
  • yào
  • xìng
  • de
  • rèn
  • shí
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  • rén
  • men
  • 方面所扮演角色重要性的认识,人们巴不得它
  • de
  • chǔ
  • liàng
  • yuè
  • duō
  • yuè
  • hǎo
  •  
  • jìn
  • guǎn
  • dāng
  • qián
  • shù
  • hái
  • guī
  • 的储量越多越好,尽管当前技术还不足以规模
  • kāi
  • cǎi
  •  
  • dàn
  • shì
  • yòng
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  • rán
  • bīng
  •  
  • zuò
  • wéi
  • dài
  • néng
  • yuán
  • zhī
  • 开采,但是利用“可燃冰”作为第四代能源只
  • shì
  • shí
  • jiān
  • shàng
  • zǎo
  • wǎn
  • de
  • wèn
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  • zěn
  • yàng
  • cái
  • néng
  • xíng
  • chéng
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  • rán
  • bīng
  • 是时间上早晚的问题。怎样才能形成“可燃冰
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  • dào
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  • shí
  • me
  • yàng
  • de
  • tiáo
  • jiàn
  • xià
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  • xíng
  • chéng
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  •   到底在什么样的条件下才能形成“可
  • rán
  • bīng
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  • zhuān
  • jiā
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  • xíng
  • chéng
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  • rán
  • bīng
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  • zuì
  • shǎo
  • yào
  • mǎn
  • 燃冰”?专家认为,形成“可燃冰”最少要满
  • sān
  • fāng
  • miàn
  • tiáo
  • jiàn
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  • shì
  • wēn
  • néng
  • tài
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  • 足三方面条件:第一是温度不能太高。海底的
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  • 温度是2℃至4℃,适合“可燃冰”的形成,高
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  • 20℃就分解;第二是压力要足够大。在0℃时
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  • ,只需要30个大气压就可形成“可燃冰”。海
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  • 深每增加10米,压力就增大1个大气压,因此
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  • 300
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  • 海深300米就可达到30个大气压,越深压力越大
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  • ,“可燃冰”就越稳定;第三是要有甲烷气源
  •  
  • hǎi
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  • chén
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  • bèi
  • jun
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  • chǎn
  • 。海底古生物尸体的沉积物,被细菌分解会产
  • shēng
  • jiǎ
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  • tiān
  • rán
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  • qiú
  • shēn
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  • bìng
  • 生甲烷,或者是,天然气在地球深处产生并不
  • duàn
  • jìn
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  • 断进入地壳。
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  • tiáo
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  • dōu
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  • qíng
  • kuàng
  • xià
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  • tiān
  •   在上述三个条件都具备的情况下,天
  • rán
  • zài
  • jiè
  • zhì
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  • kōng
  • zhōng
  • shuǐ
  • shēng
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  • 然气可在介质的空隙中和水生成“可燃冰”。
  • jiǎ
  • wán
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  • ruò
  • gàn
  • shuǐ
  • fèn
  • xíng
  • chéng
  • de
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  • xíng
  • jié
  • gòu
  • jiē
  • 甲烷分子被若干个水分子形成的笼型结构接纳
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  • chéng
  • lóng
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  • jié
  • jīng
  • shuǐ
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  • zài
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  • yán
  • céng
  • ,生成笼型固体结晶水合物,分散在海底岩层
  • de
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  • cháng
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  • wéi
  • 的空隙中。在常温常压下,“可燃冰”分解为
  • jiǎ
  • wán
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  • 甲烷和水。
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  •   最有可能形成“可燃冰”的区域一个
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  • 是高纬度的冻土层。如美国的阿拉斯加、俄罗
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  • 斯的西伯利亚都已有发现,而且俄国已开采近2
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  • 0年。另一个是海底大陆架斜坡。如美国和日
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  • 本的近海海域,加勒比海沿岸及我国南海和东
  • hǎi
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  • cáng
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  • guó
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  • gāo
  • 海海底均有储藏,估计我国黄海海域和青藏高
  • yuán
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  • dài
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  •  
  • 原的冻土带也有储藏。二者之中,海底的“可
  • rán
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  • 燃冰”储量较大。开采“可燃冰”有多难?
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  •   天然“可燃冰”埋藏于海底的岩石中
  •  
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  • cǎi
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  • shū
  •  
  • ,和石油、天然气相比,它不易开采和运输,
  • shì
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  • shàng
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  • jīn
  • hái
  • méi
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  • fāng
  • àn
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  • guó
  • xué
  • 世界上至今还没有完美的开采方案。中国科学
  • yuàn
  • yuàn
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  • guó
  • qiú
  • 院院士、中国地球物理
  •  
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  • ?
  • zài
  • fèn
  • liào
  • shàng
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  • wéi
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  • shǒu
  •   学会理事汪集?在一份资料上认为,首
  • xiān
  • shì
  • kāi
  • cǎi
  • zhè
  • zhǒng
  • shuǐ
  • huì
  • gěi
  • shēng
  • tài
  • zào
  • chéng
  • liè
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  • zhòng
  • 先是开采这种水合物会给生态造成一系列严重
  • wèn
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  • cún
  • zài
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  • jiǎ
  • 问题。因为“可燃冰”中存在两种温室气体甲
  • wán
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  • huà
  • tàn
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  • jiǎ
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  • shì
  • jué
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  • bīng
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  • 烷和二氧化碳。甲烷是绝大多数“可燃冰”中
  • de
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  • chéng
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  • kuài
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  • míng
  • 的主要成分,同时也是一种反应快速、影响明
  • xiǎn
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  • bīng
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  • 显的温室气体。“可燃冰”中甲烷的总量大致
  • shì
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  • jiǎ
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  • de
  • 3000
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  • zuò
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  • 是大气中甲烷数量的3000倍。作为短期温室气
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  • 体,甲烷比二氧化碳所产生的温室效应要大得
  • duō
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  • 多。
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  • yǒu
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  • dǎo
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  • biàn
  • nuǎn
  • fāng
  •   有学者认为,在导致全球气候变暖方
  • miàn
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  • suǒ
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  • 10
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  • 20
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  • 面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大1020
  •  
  • guǒ
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  • cǎi
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  • jiǎ
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  • liàng
  • xiè
  • lòu
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  •  
  • 。如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中,
  • zào
  • chéng
  • de
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  • jiāng
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  • huà
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  • yán
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  • ér
  •  
  • 造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。而“
  • rán
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  • kuàng
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  • dào
  • zuì
  • xiǎo
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  • shèn
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  • shì
  • 可燃冰”矿藏哪怕受到最小的破坏,甚至是自
  • rán
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  • dǎo
  • zhì
  • jiǎ
  • wán
  • de
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  • sàn
  • shī
  •  
  • ér
  • 然的破坏,都足以导致甲烷气的大量散失。而
  • zhè
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  • jìn
  •  
  • huì
  • zēng
  • jiā
  • wēn
  • shì
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  •  
  • jìn
  • 这种气体进入大气,无疑会增加温室效应,进
  • ér
  • shǐ
  • qiú
  • shēng
  • wēn
  • gèng
  • kuài
  •  
  • 而使地球升温更快。
  •  
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  • biān
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  • bīng
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  • cǎi
  •   同时,陆缘海边的“可燃冰”开采起
  • lái
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  • shàng
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  • de
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  • tàn
  • kāi
  • 来十分困难,至今尚没有非常成熟的勘探和开
  • de
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  • fāng
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  • dàn
  • chū
  • le
  • jǐng
  • pēn
  • shì
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  • huì
  • zào
  • chéng
  • 发的技术方法,一旦出了井喷事故,就会造成
  • hǎi
  • shuǐ
  • huà
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  • shēng
  • hǎi
  • xiào
  • chuán
  • fān
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  • wài
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  •  
  • 海水汽化,发生海啸船翻。此外,“可燃冰”
  • néng
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  • hài
  • de
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  • yóu
  • 也可能是引起地质灾害的主要因素之一。由于
  •  
  • rán
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  • chén
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  • cún
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  •  
  • “可燃冰”经常作为沉积物的胶结物存在,它
  • duì
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  • de
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  • rán
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  •  
  • 对沉积物的强度起着关键的作用。“可燃冰”
  • de
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  • yǐng
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  • jìn
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  • yòu
  • 的形成和分解能够影响沉积物的强度,进而诱
  • hǎi
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  • měi
  • guó
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  • chá
  • 发海底滑坡等地质灾害的发生。美国地质调查
  • suǒ
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  • rán
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  • dǎo
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  • shàng
  • 所的调查表明,“可燃冰”能导致大陆斜坡上
  • shēng
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  • hǎi
  • shè
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  • shì
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  • 发生滑坡,这对各种海底设施是一种极大的威
  • xié
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  • lái
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  • 胁。由此可见,“可燃冰”作为未来新能源的
  • tóng
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  • de
  • néng
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  • rán
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  • kāi
  • 同时也是一种危险的能源。“可燃冰”的开发
  • yòng
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  • shuāng
  • rèn
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  • dài
  • 利用就像一柄“双刃剑”,需要加以小心对待
  •  
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  • qián
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  •   目前,“可燃冰”的开采方法主要有
  • huà
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  • jiǎn
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  • kāi
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  • 热激化法、减压法和注入剂法三种。开采的最
  • nán
  • diǎn
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  • wěn
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  • 大难点是保证井底稳定,使甲烷气不泄漏、不
  • yǐn
  • wēn
  • shì
  • xiào
  • yīng
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  • zhēn
  • duì
  • zhè
  • xiē
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  • běn
  • chū
  • le
  •  
  • 引发温室效应。针对这些问题,日本提出了“
  • fèn
  • kòng
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  • cǎi
  • fāng
  • àn
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  • rán
  • bīng
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  • de
  • zuì
  • 分子控制”的开采方案。“可燃冰”气藏的最
  • zhōng
  • què
  • tōng
  • guò
  • zuàn
  • tàn
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  • nán
  • cháng
  • guī
  • hǎi
  • shàng
  • yóu
  • 终确定必须通过钻探,其难度比常规海上油气
  • zuàn
  • tàn
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  • fāng
  • miàn
  • shì
  • shuǐ
  • tài
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  • lìng
  • fāng
  • miàn
  • yóu
  • 钻探要大得多,一方面是水太深,另一方面由
  •  
  • rán
  • bīng
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  • huì
  • xùn
  • fèn
  • jiě
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  • zào
  • chéng
  • jǐng
  • 于“可燃冰”遇减压会迅速分解,极易造成井
  • pēn
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  • guǒ
  • biǎo
  • míng
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  • rán
  • huò
  • rén
  • wéi
  • yīn
  • 喷。日益增多的成果表明,由自然或人为因素
  • suǒ
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  • huà
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  • jun
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  • shuǐ
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  • chéng
  • 所引起的温压变化,均可使水合物分解,造成
  • hǎi
  • huá
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  • shēng
  • miè
  • wáng
  • hòu
  • biàn
  • nuǎn
  • děng
  • huán
  • jìng
  • zāi
  • hài
  •  
  • 海底滑坡、生物灭亡和气候变暖等环境灾害。
  • yīn
  • ér
  • yán
  • jiū
  • tiān
  • rán
  • shuǐ
  • de
  • zuàn
  • cǎi
  • fāng
  • zài
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  • jié
  • 因而研究天然气水合物的钻采方法已迫在眉捷
  •  
  • jìn
  • kuài
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  • shì
  • nèi
  • wài
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  • rán
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  • fèn
  • jiě
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  • chéng
  • fāng
  • ,尽快开展室内外“可燃冰”分解、合成方法
  • zuàn
  • cǎi
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  • yán
  • jiū
  • gōng
  • zuò
  • róng
  • huǎn
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  • guó
  • yǒu
  •  
  • 和钻采方法的研究工作刻不容缓。我国有“可
  • rán
  • bīng
  •  
  • ma
  •  
  • 燃冰”吗?
  •  
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  • gēn
  • zhì
  • tiáo
  • jiàn
  • fèn
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  • cóng
  • lùn
  • shàng
  • jiǎng
  •  
  •  
  •   根据地质条件分析,从理论上讲,“
  • rán
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  • zài
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  • fèn
  • yīng
  • gāi
  • shí
  • fèn
  • guǎng
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  • guó
  • nán
  • 可燃冰”在我国分布也应该十分广泛,我国南
  • hǎi
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  • dōng
  • hǎi
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  • hǎi
  • děng
  • jìn
  • 300
  • wàn
  • píng
  • fāng
  • gōng
  • guǎng
  • hǎi
  • 海、东海、黄海等近300万平方公里广大海域以
  • qīng
  • cáng
  • gāo
  • yuán
  • de
  • dòng
  • céng
  •  
  • dōu
  • yǒu
  • néng
  • cún
  • zài
  •  
  • 及青藏高原的冻土层,都有可能存在。
  •  
  •  
  • zài
  • 2000
  • nián
  •  
  • jiù
  • yǒu
  • dào
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  •  
  • guó
  • nán
  • hǎi
  •  
  •   在2000年,就有报道称,我国南海、
  • dōng
  • hǎi
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  • 东海等海域发现大量“可燃冰”资源,初步估
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  • 算其资源量相当于我国陆地石油天然气资源的
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  • 一半。而在2002年,中国地质调查局组织有关
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  • 单位在我国南海海域某区首次开展天然气水合
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  • 物资源调查工作中发现:在采集的高分辨率多
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  • 道地震剖面上,初步鉴别出在400多公里地震剖
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  • 面上、面积为8000多平方公里的区域上存在有
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  • “可燃冰”气藏的显示标志,显示出了巨大的
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  • 资源前景。另外,在我国的东海陆坡海域也有
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  • 类似重大发现。
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  •   鉴于此,前不久,从中科院广州能源
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  • 所举办的气体水合物(可燃冰)国际研讨会上
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  • 传来消息:我国准备在未来十年,投入8.1亿元
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  • 对“可燃冰”的资源量进行勘测。虽然同时有
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  • 专家称,世界其他国家早在上世纪70年代就开
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  • 始了可燃冰的利用和开采技术研究,而我国直
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  • 1990
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  • 1990年才开始,在该项研究上,我国与国外
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  • 相比至少差了20年。但毕竟我国已经开始发力
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  • 追赶。亲眼观测海底天然“可燃冰”的国内第
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  • 一人去年5月,中国科学院广州地球化学研究
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  • 所陈多福研究员应美国康乃尔大学地球与大气
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  • 科学系的邀请,参加在美国墨西哥湾开展的海
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  • 底天然气水合物考察,这使他成为国内亲眼观
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  • 测到自然环境下“可燃冰”的第一人。
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  •   近日,陈多福向记者描述了这段经历
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  • 518日,海底深潜考察船从新奥尔良出发,
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  • 整个考察过程历时10天,共通过载人深潜器下
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  • 潜至海底7次,对墨西哥湾三个正在活动的油
  • quán
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  • 气泉和泥火山海底地区,及天然气水合物分布
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  • 区进行了调查与研究,27日返回。
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  •   陈多福在天然气水合物典型分布区Bus
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  • Hill水合物丘海底进行了深潜观察。当时深潜
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  • 器共载4人,一名驾驶员、一名技术员以及包
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  • de
  • 括陈多福在内的两位科学家,用半个多小时的
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  • 540
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  • tíng
  • 时间潜到约540米深的海底,当深潜器静静地停
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  • 驻在一块露出的“可燃冰”旁边的时候,他发
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  • 现,这块高不过30厘米、宽不过50厘米的露出
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  • 体在探照灯下泛着美丽的橙色,而更有意思的
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  • 是在“可燃冰”的周围,生息着一些特有蠕虫
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  • 动物,一般在这样深的海底是没有底栖生物的
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  •   陈多福介绍说,美方每年都要深潜到
  • zhè
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  • 这片天然气水合物典型分布区,来观测它的变
  • huà
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  • 化,他们还放置了一个深水摄像头,常年观测
  • kuài
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  •   我的作文在班上是数一数二的。翻开以
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  • 前的作文,我发现我现在的作文水平又有了很
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  • 大的进步。下面,我就简单介绍一些写作文的
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  • 经验。
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  •   首先,接到作文题目后,先想想应该怎
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  • 样写,在稿纸上打一个

    看闲书的喜和忧

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  •   看闲书的喜和忧
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  •   我看过《老夫子》、《乌龙院》等笑话
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  • 故事,经常给我带来欢笑声和不少烦恼。
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  •   这些之所以被大人称为“闲书”的课外
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  • 读物,是因为是有闲着的时间看这些书的。这
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  • 些书经

    发现王国之旅

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  •   来到发现王国,我只能用一个“多”字
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  • 来形容,那里游人多,娱乐设施多,节目更多
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  •   近了,近了马上就要玩翻江倒海了,我
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  • 的心也不禁揪了起来,坐了上去,我笑着和妈
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  • 妈打招呼。可是好景不长