里面具有的硫化氢和甲烷硫化氢与甲烷 _里

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克里米亚每80-100年发生一次大地震 ，而最后一个最具破坏性的事件发生在1927年的雅尔塔，当时的黑海几乎变成了一片火海 。对于这个事件的发生，不禁让我们心生疑问，在不久的将来，这片黑海会不会再一次变成一片火海？黑海里面所具有的硫化氢是危险的吗?对于这些问题，《Naked科学》从专家那里得到了这些问题的答案。
南海洋生物研究所的科学主任菲茨·福布恩介绍，黑海拥有的并不只有海水，它还拥有着溶解在水里面的硫化氢和甲烷 。对于这两个隐藏在水里面的“小东西” ，很少有人记得。
硫化氢是一种无机化合物，标准状况下是一种易燃的酸性气体，无色，低浓度时有臭鸡蛋气味，浓度极低时便有硫磺味，有剧毒。像黑海这样的硫化氢储量在地球上的任何水体中都不存在。和黑海比起来，其他地方的硫化氢储量规模要小得多。
对于硫化氢的来历，还是比较具有戏剧性的。苏联时期 ，苏联人在大西洋将大量的鱼类捕捞出来，这些被捕捞出来的鱼多到可以养活了整个苏联。于是他们把鱼肉加工成面粉，而鱼头则扔回海里面。洋流把这些鱼头冲进礁石洞里，随着时间的推移，硫化氢就形成了。但是，这种所谓的“坏”气体是不是就真的这么令人恐惧呢？如果硫化氢安安静静地待在海里，与水和睦相处，它就不具备危险。从这个意义上来说，另外一个“小东西” ，也就是甲烷，好像比硫化氢要危险得多。
对于这个和硫化氢共同存在的“小东西” ，不同国家曾经多次表明， 生产生物甲烷的生产成本太高 。研究发现，黑海甲烷几乎完全是生物源，这无疑是一部巨大的资源。“与此同时，海洋地质学家说，这样的甲烷储量根本不可能有这么多， ”维克托·尼古拉耶维奇说。
甲烷存在于地球上所有的海洋中，对于它的起源有两个假设:首先是地质上的甲烷 ，其次就是生物上的甲烷 。所谓生物上的甲烷就是由细菌参与产生的沼泽气体。生物甲烷由较轻的碳同位素组成，从而使得热甲烷的摩尔质量高于生物甲烷，这就是两者的不同之处。
此外，地质气体是可以开采从而加以利用的，而想要利用生物气体在经济上是不可取的。之所以不可取，是因为沉积物中的生物源气体浓度较低，如果进行开采，实在是耗时耗力。
曾经有不少国家曾经尝试将生物甲烷也利用起来，但是生产成本实在是太大了，如果真的要利用生物甲烷，那么到最后只会得不偿失。而在研究黑海甲烷(其出口主要位于西北海)时，专家们得到了一个结论， 这些甲烷几乎完全是由生物生成的 。与此同时，海洋地质学家提出了一个疑问， 为什么这里的甲烷的储量那么多 。按道理来说生物甲烷的储存量很难达到这么多，而这里的量实在是多到令人难以置信。
究竟是什么样的储量，竟然这么令人吃惊。这么说吧！
在黑海的底部的甲烷，足以为整个克里米亚提供2000年的天然气。也就是说， 在地球的所有海洋中，有足够多的甲烷让我们开采，而这些甲烷初步估计，可以维持我们6000年的生活需求 。当然，这个生活需求是在目前的消费水平上来评估的。不过，这件事对于我们来说，已经算是一个好消息了。但是对于这么多的甲烷，我们确实可望而不可及的，因为现在我们还没有掌握足够的技能去开采这些甲烷。稍有不慎，可能就会弄巧成拙。
美国、墨西哥、日本和印度对于这个开采技术，正在展开激烈的研究，但是这项工作，他们都对外保密。毕竟如果成功了，那可就是领先的技术，如果对外公布，怎么说都有点吃亏了。不过开采甲烷并没有那么容易，事实证明， 如果想要开采这种溶于水的甲烷，就需要破坏其稳定性 。对于这个问题的解决办法，他们是通过钻探所谓的注入气体排出井，然后采用压裂技术和向里面注入热水来实现的。不过说实话，这种方法有很大的安全隐患。
“如果我们干扰了天然气水合物，使其产生了破坏相邻结构的效果，那么就可能会发生连一系列的连锁反应，然后黑海就会爆炸。”这是菲茨·福布恩的原话。所以，有关于安全开采的问题，那些研究开采技术的国家并没有进行隐瞒。
除了水合作用外，黑海甲烷也可以通过冷凝变成气体从海底流出来 。菲茨·福布恩曾经在相关科学文献中找到过一些证明，在第聂伯河的古河道地区，三公里深的海底，居住着一种古细菌。它们可以在海的深处加工甲烷。对于这个证明，菲茨·福布恩并不能完全相信。要想确定它究竟是不是真的，还需要进行大量的地质、生物化学等相关的研究。
对于黑海的甲烷，它们非常积极地向我们展示了它们的本事。经过一些科学研究，专家们发现了这些甲烷对环境竟然是有益的。在甲烷从海底流出来的一些区域，在硫化氢污染的深处，出现了一群微生物，它们形成了长达四米的碳酸盐构造。这种微生物是1989年被人发现的，它们不仅可以吃掉甲烷，还可以消灭掉臭名昭着的硫化氢。
对于前面提到的硫化氢和甲烷，究竟是什么原因导致了它们的存在？关于黑海为什么会产生如此多的“化学品” ，只有两种猜测。第一种假设提出硫化氢是由地质裂缝产生的，它们是从海底开始出现的。第二种假设则是生物学上的假设，而这个假设就是所谓的黑海洪水理论。
黑海曾是淡水湖，它是由泰提斯海洋演变而来的。也就是说，大约八千年前， 黑海的一部分是陆地 。
据悉，当时黑海的海岸比今天低一百多米。钻井调查和水生生物调查都证明了这一点。在黑海海底，有人发现了生活在海岸附近的淡水生物的贝壳，这足以证明， 曾经黑海拥有着淡水 。这些专家们根据已经发现的证据，成功地塑造出曾经黑海的轮廓。淡水的另一个论据是地质学家的数据，他们调查了保留在深海底的孔隙水，证明了这些水都是淡水。他们从海底流入了多个河流，比如多纳河、第聂伯河等。
因此， 黑海曾经是一个“河湖” ，这是已经成为了一个事实。如果真的是这样，那么一切都开始变得神秘。为什么淡水湖突然变成了咸海？
有一个假设，或许可以回答这个问题。七千年前至八千年前，由于冰川融化，海平面上升，水在博斯普鲁斯海峡地区达到黑海门槛。大地震的到来，博斯普鲁斯地方的堤坝决堤了，水以每天50立方公里的速度流入湖泊，相当于200个尼亚加拉瀑布的强度，海平面也因此每天上升15厘米。相比之下，世界上最大的河流亚马逊河，每天只流入20立方公里的海水。因此，通过博斯普鲁斯海峡，每天有2.5个亚马逊人流入黑海。
当盐水涌入淡水时，所有或几乎所有生活在水里的动物都会面临死亡。环境的变化让他们无法生存，他们的遗体开始沉积在底部。于是一个广泛的硫化氢层就这么形成了，而这个过程整整持续到了大约2500年前。然后黑海的硫化氢区保持相对的稳定，没有再发生变化。之所以可以保持相对的平衡，其原因很简单:首先，硫化氢的进入过程与水中存在的氧气氧化过程相当。其次在硫化氢地区边界生活着细菌，而硫化氢可是这些细菌的食物。
与此同时，其他数据显示， 该湖的生物量不足以在底部形成一个如此巨大的硫化氢污染区域 。这也表明，现代黑海地区的水体中也出现了硫化氢污染，但规模可能较小。然而，根据地球物理学家的其他估计，海底根本没有这种数量的硫化氢来源。
从错综复杂的科学数据中只能得出一个结论:对于硫化氢在黑海的确切来源并没有明确的了解 。到目前为止，人们普遍认为，这主要是受影响的淡水生物的责任，其次就是由于地质过程而造成的所谓的天然气排放。
让我们回到硫化氢。其实在1927年著名的雅尔塔地震中（上个世纪最大的地震之一），海洋确实被烧毁了。对于这件事情，许多人认为硫化氢是罪魁祸首。
“黑海在塔尔哈库特角地区燃烧”维克多·叶戈罗夫说。因为是在海面上的燃烧，所以有些地质学家认为燃烧的并不是硫化氢，而是甲烷，毕竟硫化氢可是在深深地海底。这些被燃烧的甲烷因为地质灾难才得以释放，而甲烷的大量排放正好发生在1927年。有趣的是，在格鲁吉亚的奥恰姆奇拉河地区工作时，专家们惊讶地发现， 只要是发生地震，这一片海面就会产生火焰 。因此，该地区被称为奥恰姆奇拉区。该区的居民说，只要发现水面一亮，他们就会立刻发出警报，然后等待地震的到来。
为什么会有这么神奇的预测呢？
Naked科学所采访的一位科学家给出了解释。这些的原因来自于那片海面350米以下，甲烷的大量卸载。这就足以证明，被燃烧的就是甲烷。毕竟硫化氢根本无法浮出水面。首先， 地表水中的氧气会立即氧化硫化氢。其次，三层以硫化氢为食的细菌也会阻止硫化氢的释放。
之前有些学者或者专家之所以认为燃烧的是硫化氢，就是因为臭鸡蛋的气味。但是这种气味并不是硫化氢独有的，有些硫化物的水溶液，比如硫化氢氧化产物也会有这种味道。此外，可能许多人都忘记了，硫化氢气体是在200至300摄氏度的极高环境温度下才会燃烧的，而爆炸性混合物只有在空气中浓度为4.5%至45%时才会形成。如果是这样，有一个事实不得不注意， 那就是空气中0.1%的浓度的硫化氢，就可以导致中毒。
既然黑海拥有这么多丰富的资源，为什么不加以利用呢？
硫化氢可以作为能源和商品硫的来源 ，而黑海是世界上最大的硫化氢储存地之一，估计总储量为28至630亿吨。对于这么庞大的资源，其实它早就被人类惦记上了，但是想要获取这笔巨大的资源，好像还有很多困难需要克服。
要想取得硫化氢，科学家们给出了两种办法。硫化氢要么上升，要么通过某种化学反应在海里处理 。第一种选择是危险的，因为在这种情况下，采矿区的地表水实际上是有毒物质的战场。所以只能选择第二种办法。如果选择第二个办法，就要解决另外一个问题。最大的硫化氢含量在两公里以下，试着把反应堆降到这样的深度不是件容易的事。
地质学家建议做一个气举，就是把管子向下放，通过压力差，气体就会向上走，而不需要耗费能量。但考虑到这个过程的物理性质，这种管子的直径不得少于两米。因此，为了开采硫化氢，必须用格栅打水，但如果真的要这么做，就不划算了。
而且，这个办法也会导致许多生物源，比如氮、磷进入海底，它们的存在将导致水的所谓生物源性富营养化， 这些通常会导致生物细胞沉积和次生硫化氢污染 。所以，第二个办法好像也被扼杀了。
因此，在科学知识和技术进步的现代水平上，从黑海的深水中提取硫化氢是有害和不可接受的。总而言之，黑海沿岸的度假者和居民可以自由呼吸，充分利用健康的海洋空气。就这样，获取硫化氢的计划取消了，可能伴随的灾难也消失了。
作者：花哈哈校稿编辑：小宛
【里面具有的硫化氢和甲烷硫化氢与甲烷】

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