[圖文]碳氫化合物氣體供能的長明火 | 陽光歷史

 

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[圖文]碳氫化合物氣體供能的長明火

2016年05月29日 神奇地球-短篇 暫無評論 閱讀 108 次



來自美國印第安納大學伯明頓分校地球科學系以及印第安納地質調查局的地質學家們提出,由碳氫化合物氣體供能的「長明火」可以提供地下天然氣儲層環境的線索。

  近期在《海洋與石油地質學》雜誌上發表的一篇文章裡,作者關注了美國紐約州艾利縣境內的一處不太為人所知的永明火。來自印第安納地質調查局的研究員安涅斯特·多比尼克(Agnieszka Drobniak)以及印第安納大學伯明頓分校地球科學系的高級科學家安德特·斯米爾曼(Arndt Schimmelmann)是這篇文章的共同作者。這篇文章是美國聯邦能源部一項撥款項目的成果之一。該項目原本是要求科學家們查找美國境內地面的甲烷氣滲出位置,並估算這些滲出的甲烷氣體對大氣溫室效應的影響。

  研究組表示,甲烷天然氣從地下岩層中向地面滲透,整個過程還需要更進一步的瞭解。有些時候這種上湧就會十分猛烈,甚至足以供點燃成為一團永不熄滅的火焰,就像此次文章中作者所研究的紐約州那個永明火一樣。

  古斯旁·愛提歐皮(Giuseppe Etiope)是義大利國家地球物理與火山研究所的科學家,也是這篇文章的第一作者。他說:「頁岩氣的天然洩漏和美國阿巴拉契亞山北部永明火現象的存在之間存在關聯。」 愛提歐皮博士長期以來一直在世界各地從事永明火的研究工作,他說紐約州的這個永明火點是他那麼多年來見過最美麗的一個。不僅如此,這裡也很有可能是世界上地下頁岩氣滲透點中乙烷和丙烷含量最高的。這裡噴出的氣體中大約有35%是乙烷和丙烷,這和一般意義上的天然氣成分不同,後者主要含量是甲烷。乙烷和丙烷在天然氣的處理過程中可以被作為非常有價值的副產品得到利用。

  通過將這些氣體與該地區其它氣井中產出的氣體成分進行比對,研究組得到結論:為這一永明火提供不竭燃料的是地下大約400米深處的萊茵街頁岩(Rhinestreet Shale),這是一處晚泥盆世地層構造。在地下這一區域聚集的氣體便通過構造運動形成的裂隙噴出地表。

  在紐約州的這一區域,研究組還發現了大量微型滲漏點,很明顯它們的能量來源都來自這同一個源區。這就意味著,考慮到如此遍佈整個區域的大量氣體排放點,其排放出的大量頁岩氣必將對局部大氣中的溫室氣體含量產生影響並造成一定的污染狀況。

  研究組同時也對位於賓夕法尼亞州西北部的庫克森林州立公園中的一處大型永明火進行了考察。研究組判明,這一永明火的氣體來源並非一處地下頁岩氣的滲漏點位置,而是來自一處已經廢棄的天然氣田。其成分主要是傳統的天然氣,而非成分存在差異的頁岩氣。一般認為,天然發生的甲烷氣體佔到全球總甲烷產量的30%左右。而地下的這種甲烷氣滲漏點則被認為是僅次於濕地的第二大甲烷氣體排放地。



  然而要想找到這樣的排氣點就如同大海撈針。去年,研究組對肯塔基州境內的一片地區開展了考察,這裡的地質狀況與紐約州西部相近。這裡在歷史上也曾存在「地火」之類的傳說,但是此次調查期間卻並沒能查找到任何一處地下可燃氣體排放點。

  斯米爾曼表示在一些洞穴中研究人員們探測到高濃度的二氧化碳,他認為這很有可能是甲烷氣體在從地下深處緩慢向地表滲漏的過程中由於經受生物作用而被轉變成了二氧化碳。二氧化碳也是一種溫室氣體,但相比起甲烷來,其引發溫室效應的效力僅有前者的1/20。

  這項發現顯示,天然氣滲漏點往往存在於擁有斷層運動的區域,並且很可能存在於洞穴區域,因為在這些氣體物質向地表轉移滲漏的過程中地下的這些洞穴很容易收集和積蓄起相當數量的氣體。研究組表示他們的下一部打算是在今年夏季繼續在賓夕法尼亞,弗吉尼亞和系弗吉尼亞三個州的境內開展地下可燃氣體排氣點調查,這些區域的地下都存在具備儲氣條件的頁岩,並且遍佈洞穴系統。(


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