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新托福閱讀背景知識：甲烷水合物

Gas Hydrate

Gas Hydrate又稱甲烷水合物(Methane Hydrate)系水分子與甲烷于低溫高壓(0℃，26大氣壓或10℃，76大氣壓下)形成類似冰狀物質(zhì)，在常溫常壓下即分解成水與甲烷，Gas Hydrate在水深數(shù)百公尺的大陸邊緣地區(qū)存在如太平洋海域之大陸邊緣，大西洋的大陸斜坡，南極大陸周邊海域，Kvenvoden 1996年估計Gas Hydrate總儲量為1 x 1016(m)3，如能夠開采將成為重要之能源，因為甲烷為溫室效應氣體，故其與全球氣候之變化將為海突候之變化將為海洋鉆探研究之重點。Gas Hydrate之存在與海底之穩(wěn)定性亦有密切之關(guān)系。

什么是甲烷水合物

「可燃燒的冰塊」，這是許多人在介紹甲烷水合物時很喜歡引用的標題。在實驗中人工合成的甲烷水合物就像一塊不透明的冰塊般純白、潔凈，在室溫下一點火，它就自我燃燒起來(圖一)。嚴格說來，甲烷水合物指的是甲烷氣體分子在高壓及低溫的狀態(tài)下，被呈籠狀晶結(jié)架構(gòu)的水分子所包合，而形成一種類似冰晶的化合物。這種氣體分子和水分子的結(jié)合并不依靠化學的鍵結(jié)，純粹是氣體分子被包裹在水分子的籠狀架構(gòu)空隙中，與一般化學反應所產(chǎn)生的水合物性質(zhì)并不相同。有的學者因而認為應稱其為「甲烷氣水包合物」(methane castrate)，以別于一般以化學鍵方式結(jié)合的水合物。另外，大自然中與水分子結(jié)成籠狀包合物的氣體分子并不限于甲烷，乙烷、丙烷等烷氫類氣體，甚至二氧化碳、氮氣等常見氣體，在適當?shù)母邏旱蜏貤l件下，均會與水分子結(jié)合成氣水包合物。事實上，這類氣水包合物的英文名稱為「gas hydrate」，直譯應為「天然氣水合物」或「瓦斯水合物」。由于自然界中的天然氣水合物其氣體成份以甲烷為主(超過90%)，因此一般人常把氣水包合物稱為「甲烷水合物」。本文隨俗，用「甲烷水合物」代表學理上較嚴謹?shù)摹柑烊粴鈿馑衔铩挂辉~。