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| 全球已知(red)和疑似(yellow)可燃冰資源分佈圖 |
甲烷(Methane) ：
在標準狀態下甲烷是一無色無味氣體。化學式CH₄，是含碳量最小，含氫量最大的烴(hydrocarbon)，由一個碳和四個氫原子通過sp3雜化的方式(sp3 hybridization)組成，因此甲烷分子的結構為正四面體結構，四個鍵的鍵長相同鍵角相等(四個sp3混成軌域的對稱軸兩兩之間的夾角相同，皆為109.5°；碳氫共價鍵長108.70pm)如下圖所示：
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| 甲烷及其分子式 |
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| 甲烷分子式(pm=picometre，1pm=10-12m) |
註：共價鍵(Covalent bond)：共價鍵是化學鍵的一種，兩個或多個非金屬原子共同使用它們的外層電子，在理想情況下達到電子飽和的狀態，由此組成比較穩定和堅固的化學結構叫做共價鍵。
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| 甲烷碳氫共價鍵(Covalent bond) |
甲烷冰=甲烷水合物(Methane Hydrates)：
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| 甲烷冰 |
甲烷冰也稱天然氣水合物或可燃冰，是甲烷(CH4)分子溶於水後，在低溫(0~10℃)高壓(>100atm或>10MPa)狀態下，因為水結成冰形成籠狀晶格(a cage-like lattice of ice )被包覆其中形成的。可在海深至少300～1000公尺之間的水合物穩定帶(Hydrate Stability Zone)發現，更深的海底因溫度太高，冰晶無法形成，甲烷即以氣體形態存在，而海深未達300公尺者，水壓溫度皆不夠，形不成冰晶格也擋不住甲烷氣溢出。
註：大氣壓力(Atmospheric pressure)：氣壓的國際單位制是帕斯卡( pascal，簡稱Pa），指氣體對某一點施加的流體靜力壓強(Pressure；分佈在特定作用面上之力量與該面積的比值)，來源是大氣層中空氣的重力，即為單位面積上的大氣壓力。
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| 甲烷水合物結構圖 |
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| 甲烷分子(綠色球)_水分子(紅色及白色球) |
測量氣壓的儀器叫氣壓錶(Barometer)，它的常用單位是巴(bar，1bar=100,000Pa)。在化學計算中，氣壓的國際單位是atm(Atmospheric pressure)。一個標準大氣壓即是1atm=101325Pa=1.01325bar。100atm=100*1.01325bar*100,000Pa/1,000,000Pa=10.1325MPa≑10MPa
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| 氣壓錶(Barometer) |
甲烷水合物在陸地上也有，但數量不多，僅約佔1%左右，蘊藏於南北極附近的永凍土中，主要分佈在西伯利亞東部及美國阿拉斯加州。在陸地永凍層中的甲烷水合物侷限在深度超過800公尺以下的砂岩或粉沙岩岩床中(透水性好，可保存甲烷冰)。採樣結果指出，這些水合物中的甲烷是地熱及微生物二種方式分解有機體產生的氣體混合組成的。
註：粉沙岩：粉砂岩是由50%以上粒徑約 0.0625～0.0039公釐(mm=1/1000m)的粉砂組成的碎屑沉積岩。
註：砂岩：砂岩是由砂粒膠結而成的沉積岩，其中砂粒含量大於50%。砂岩主要由由石英(SiO2，亦稱水晶，含有雜質時顏色不一)或長石(feldspar，是地殼中最重要的造岩成分，比例高達60%)顏色由組成成分決定，最常見的是有棕色、黃色、紅色、灰色和白色。
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| 粉沙岩 |
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| 砂岩 |
甲烷與天然氣(Natural gas)之差別：
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| 天然氣(Natural gas) |
天然氣(Natural gas)是一種主要由甲烷(CH₄)組成的氣態化石燃料，主要儲藏在油田以及天然氣田，小量則出於煤層。
天然氣蘊藏在地下約 3000~4000 公尺之多孔隙岩層中，係古生物遺骸長期沉積地下，由厭氧菌慢慢分解這些有機質後產生之氣態碳氫化合物，主要成分即為甲烷，比重 0.65，比空氣輕。
天然氣中除了甲烷外，有機硫化物和硫化氫(H2S)是常見的雜質，其它還有乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)及二氧化碳等。部分氣田所產天然氣還含有二硫化碳和羰基硫等有機硫。含硫雜質多的天然氣用英文的專業術語形容為sour(酸的)，都必須預先除去才能使用，否則會造成酸雨現像。
酸雨污染對人類最嚴重的影響就是呼吸方面的問題，二氧化硫和二氧化氮會引發哮喘、乾咳、頭痛、和眼睛、鼻子、喉嚨的過敏。
酸雨會將環境中有毒的金屬溶解於水中，透過水果、蔬菜的灌溉及動物的飲用，影響人體健康。例如累積在動物器官和組織中的汞與腦損傷和神經混亂有關；而動物器官中的另一種金屬(鋁)則與腎臟病有關。
天然氣(Natural gas)基本上無色、無味及無毒。但天然氣的主要成份是甲烷(CH₄)，無法幫助人類呼吸。如果濃度太高時，會降低空氣中的氧氣含量，讓人最終因致息而死亡。基於安全考量，瓦斯公司供應之天然氣皆遵照政府之法令規定，添加臭味劑(甲硫醇或乙硫醇)，以防止天然氣意外洩漏而造成危險。
註：空氣組成成份：78%的氮氣(N)、21%氧氣(O2)及1%的稀有氣體和雜質。
註：甲硫醇(CH3-SH)：常溫常壓下為無色氣體，有爛白菜氣味。
註：乙硫醇(CH3CH2SH)：無色透明易揮發的高毒油狀液體，以具有強烈、持久且具刺激性的蒜臭味而聞名。
天然氣(Natural gas)比重較空氣輕(0.65)，漏氣時，易往上飄散，空氣中之天然氣(即甲烷)含量的爆炸極限(Flammability limit)是5%~15%之間，遇到火源或溫度達到閃燃點(flash point and fire point； 221 °C)即會引起燃燒或爆炸。
註：爆炸極限(Flammability limit)：可燃氣體濃度太低時，沒有足夠燃料來產生爆炸；而濃度太高時，又沒有足夠的氧氣來維持燃燒。所以可燃氣體只有在兩個濃度之間時才可能點燃引爆，這兩個濃度分別稱為爆炸下限（LEL，lower explosive limit）及爆炸上限（UEL，upper explosive limit），以百分比濃度表示，合併稱為爆炸極限(Flammability limit)。
註：閃點(Flash point)：是指可燃性液體揮發出的蒸汽在與空氣混合形成可燃性混合物並達到一定濃度之後，遇一定的溫度下時能夠閃爍起火的最低溫度。在這溫度下燃燒無法持續，但如果溫度繼續攀升至燃點(Fire point)才可能引發大火。
註：燃點(Fire point)：燃點是指可燃性混合物能夠持續燃燒的最低溫度，高於閃點(Flash point)。一般來說，燃點可假定為比閃點高10℃左右。
天然氣(Natural gas)燃燒時的溫度很高，火焰所發出來的光，波長比較短，肉眼看起來就呈現藍色；如果燃燒不完全時，火焰會呈現紅色或黃色。天然氣燃燒完全時，所產生的廢氣是無毒的二氧化碳(CO2)，但不完全燃燒時， 則會產生有毒之一氧化碳(CO)，主因是一氧化碳與人體內血紅蛋白的親和力比氧與血紅蛋白的親和力大200~300倍，而碳氧血紅蛋白較氧合血紅蛋白的解離速度又慢了3600倍，所以當碳氧血紅蛋白大量存在時就會妨礙氧氣傳送至身體各部分。當一氧化碳濃度在空氣中達到35ppm(parts per million；1ppm=100萬分之一)時，會導致人體出現缺氧狀況進而致命，稱為一氧化碳中毒。由於碳氧血紅蛋白會讓血液呈現櫻桃紅色，因此因一氧化碳中毒而死的人的皮膚會呈現這種顏色。
註：血紅蛋白(Hemoglobin；Hb或Hgb)：亦稱血色素，是高等生物體內負責運載氧的一種蛋白質。血液中的血紅蛋白從呼吸器官中將氧氣運輸到身體其他部位釋放，以滿足身體各部門組織功能運轉之需，並將由此而產成的二氧化碳遲回呼吸器官中(肺)以排出體外。
何謂液化天然氣(Liquefied Natural Gas ；LNG)：
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| LNG_process |
將天然氣田(gas field)生產之天然氣，經淨化處理，於大氣壓力下經一連串超低溫冷凍程序，把溫度降至 -162℃左右，成為一種超低溫液態天然氣，此時它的體積縮小到僅為原來的 1/625，利於儲存或長途運輸。
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| LNG_海上運輸 |
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| LNG_海上運輸及陸上儲存 |
註：淨化處理：天然氣中通常含有少量較重的碳氫化合物，如戊烷(C5H12)、己烷(C6H14)等，另外還有水分、二氧化碳、硫化氫(H₂S)等雜質。這些碳氫化合物或者雜質在超低溫的液化過程中會凝固，堵塞管路設備。因此必需於天然氣液化前將其去除，以避免在超低溫製程中發生爆管洩氣等事故。淨化處理後的水分須低於1ppm；二氧化碳在150ppm以下；硫化氫則須低於3ppm。
液化天然氣在台灣主要做為發電燃料使用(佔80%)，極少數做為工業熱源上之運用，例如熱處理、加熱、熔解、蒸汽利用及乾燥烘烤等。天然氣因為熱值穩定，使用方便，對於耗能之鋼鐵業，以及需要燃料熱值穩定之陶瓷器製造業、玻璃製品業及電子業而言，是非常良好之燃料。
液化天然氣亦為一般家庭及商業常用的氣體燃料(即天然瓦斯)，使用於烹飪用爐具及熱水器。在輸氣管線密度高的都會區，民眾及商家大多數會選擇使用天然氣做為家用或商用燃料。只天然氣管線敷設受限於地理環境及社會因素，且須考量規模經濟，故其市場佔有率不若液化石油氣(即鋼瓶裝瓦斯桶)。
天然氣的低溫液化方法：
1、階串法 (cascade process)：藉著單一成分的冷媒(甲烷、乙烷、丙烷等)冷凝與蒸發，逐步把天然氣所含的熱量移至水或空氣等較高溫度的熱池(heat sink)中，讓天然氣冷凍液化的過程即叫降串法。
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| LNG cascade process(階串法) |
2、混合冷媒法：由階串法改進而成，它的基本構想是把階串法中所用的幾種單一成分冷媒的個別冷卻循環，改為混合冷媒單一冷卻循環，可減少壓縮機數量和簡化管路，進而降低投資成本。
3、膨脹法：是讓高壓的天然氣經過膨脹機膨脹，再經過熱交換器將熱能帶走後冷卻到 -162℃才能液化。
液化天然氣的氣化方法：
1、開架式(open rack vaporizer)：開架式氣化器是以鋁合金製成，傳熱管內有鰭狀物來加強熱傳效果。主要是利用海水常溫作為熱源，讓液化天然氣增溫而氣化(高於-162℃度就會開始氣化)。海水因熱能被氣化天然帶走，溫度通常會降到5℃以內。
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| open rack vaporizer(LNG開架式氣化法) |
2、沉燃式(submerged vaporizer)：沉燃式的氣化器是在水浴中置入以天然氣為燃料的燃燒器，利用加熱的水浴來間接加熱液化天然氣使其氣化，以避免直接加熱的危險。
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| 沉燃式(submerged vaporizer) |
何謂壓縮天然氣 (Compressed natural gas； CNG) ：
壓縮天然氣 (Compressed natural gas，CNG) 是一種燃料用天然氣，為石油的替代能源。製程為在標準大氣壓下將天然氣(主要是甲烷)壓縮(壓力≧10MPa≦25MPa)到體積僅為原來的1%，仍以氣態存儲在 2900~3600 PSI 的圓柱或球形壓力容器中備用的天然氣就叫 CNG。
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| CNG station |
註：PSI (Pounds per square inch)：指的是「一平方英吋面積承受1磅重」(6894.75729 帕斯卡Pa)所造成的壓力。
壓縮天然氣是一種最理想的車用替代能源，減輕了對空氣的污染。只要改裝為雙燃料汽車(汽油／CNG；台灣叫瓦斯車)的傳統汽油內燃機汽車都可以使用這種壓縮天然氣，相比之下比其他能源更相容於現有設備。
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| CNS car |
液化天然氣(Liquefied Natural Gas ；LNG)可以轉化為壓縮天然(Compressed natural gas； CNG)來使用。二種東西都是由天然氣加壓而來，只是一個(指LNG)經過低溫液化更利於運輸儲存而已；而壓縮天然氣 (Compressed natural gas，CNG) 是液化天然氣增溫還原為氣體供管線運輸使用的終端產品。
何謂液化石油氣(Liquefied Petroleum Gas；LPG) ：
液化石油氣是在原油提煉過程中，或是石油或天然氣開採過程中揮發出來的氣體，中文俗稱液化瓦斯。
液化石油氣(LPG)中所含之碳氫化合物以石臘烴為主，主要成份為丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)等類比較容易液化的氣體混合製成，通常還伴有少量的丙烯(C3H6)和丁烯(C4H8)。因此液化石油氣可說是低烴及低烯烴(碳原 子量少於5的烯烴)類碳氫化合物的混合氣體。 目前台灣的液化石油氣(LPG)，都是中國石油公司所供應。有的從苗栗、新竹一帶出產的天然氣中分離而得，內含丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)各佔約50%；其它就靠高雄煉油廠在原油提煉過程中之油氣製成，其丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)之比例約為30%與70%，並滲有少量之其他烯烴或烷烴。
液化石油氣(LPG)之通性如下：
1、LPG 在常溫常壓下為氣體，但加壓(常溫下6個大氣壓)則可成液態存在，可貯存在密閉鋼筒中(≦85%)，方便運輸及使用。
2、 LPG氣態時與空氣之比重約為1.5：1，故洩漏時，因為比空氣重會滯留在低下處，容易造成窒息、火災等事故。
3、因丙烷(C3H8)與空氣之混合比約為1：24，丁烷(C4H10)則達1：31，故要其到完全燃燒時所需之空氣供給量較大。LPG能完全燃燒時，會生成二氧化碳(CO2)與水蒸氣(H2O)。但如果空氣供給量不足以達到完全燃燒時，LPG無法完全氧化下，會而生成有毒一氧化碳(CO)及氫氣(H2)、碳(C)等物質。
4、丙烷(C3H8)的燃點(Fire point)為481℃，丁烷是441℃，汽油與天然氣各為210～300℃及221~231℃，故丙烷比汽油及天然氣安全性高。但其爆炸極限(Flammability limit)很低(1.8～9.5％)，一旦洩漏出來就會成高危險具爆炸性之混合氣體，所以必需添加臭味劑乙硫醇作為洩露警示，而且一旦爆炸會沿地面廣泛地擴散開來，引火之危險性比汽油還大，因而在處理LPG時要特別注意煙火。
註：烴(Hydrocarbon)：即碳氫化合物，是有機化合物的一種，只由碳和氫組成。這種碳氫包含了烷烴(Alkane；碳－碳單鍵與碳氫單鍵)、烯烴(Alkene；碳－碳雙鍵；C=C鍵)、炔烴(Alkyne；碳-碳三鍵；－C≡C－)、環烴(Cycloalkane；碳氫單鍵連接成環)及芳烴(aromatic hydrocarbons；為苯及其衍生物的總稱，有香味具揮發性)，是許多其他有機化合物的基體。
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| 甲烷CH4(碳氫單鍵) |
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| 乙烯C2H4(碳－碳雙鍵) |
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| 乙炔C2H2(碳-碳三鍵) |
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| 環丙烷C3H6(碳氫單鍵連接成環) |
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| 甲苯C7H8(C6H5CH3) |
註：石臘烴(烷烴；Alkane )：是碳氫化合物下的一種飽和烴，其整體構造大多僅由碳、氫、碳－碳單鍵(Carbon–carbon bond)與碳氫單鍵(C-H)所構成，同時也是最簡單的一種有機化合物，如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等，其分子式概屬於CnH2n+2型(n為碳原子數目)，稱為烷系碳氫化合物或石臘烴。
烷烴的物理性質：
1、密度皆小於一。
2、烷類皆難溶於水，但溶於有機溶劑。在完全燃燒下可轉化為二氧化碳和水。
3、熔點與沸點隨著分子量增大和碳鏈增長而升高，同碳數的烷烴，支鏈越多沸點越低。
4、一般情況下，碳數小於5的烷類(甲烷到丁烷)為氣態；碳數介於5~17之間的烷類(戊烷到十七烷)為液態；碳數18個以上的烷類(十八烷)為固態。
註：烯烴(Alkene)：是指含有C=C鍵(碳－碳雙鍵)的碳氫化合物。屬於不飽和烴，分為鏈烯烴與環烯烴。按含雙鍵的多少分別稱單烯烴、二烯烴等。最簡單的烯烴是乙烯(C2H4)。
烯烴的物理性質：
1、烯烴物理狀態決定於分子質量。簡單的烯烴中，乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)和丁烯(C4H8)是氣體，含有5~16個碳原子的直鏈烯烴是液體，更高級的烯烴則是蠟狀固體。
2、烯烴為非極性化合物，其唯一的分子間作用力為分散力，因此烯烴不溶於水，但可溶於四氯化碳(CCl4)等有機溶劑。
3、液體烯類之密度小於水，會浮在水面上。 反式烯烴比順式烯烴的沸點低，熔點高。
4、烯烴的化學性質比較穩定，比烷烴活潑，原因是烯烴中的碳-碳雙鍵(C=C鍵)比烷烴中的碳-碳單鍵(C-C)強，所以大部分烯烴的反應都會出現雙鍵斷開形成兩個新單鍵的狀態出現。
註：極性(Chemical polarity)：在化學中，極性指一根共價鍵或一個共價分子中電荷(Electric charge)分佈的不均勻的狀態；如果均勻，則稱為非極性。物質的一些物理性質如溶解性、熔沸點等都與分子的極性有關。
註：分散力(London dispersion force)：這個名稱源自德裔美國物理學家(Fritz London；1900~1954)，他觀察到在高壓低溫下，即使是非極性分子也能被液化或固化，所以認為非極性分子間必然有吸引力存在，而此吸引力即為倫敦分散力。
註：四氯化碳(CCl4)：也稱四氯甲烷或氯烷，過去常用作滅火器中的滅火物質，是一種無色透明揮發液體，具有特殊的芳香氣味，味甜。與乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、石油醚和多數揮發油等混溶。
甲烷和氯氣在光照的條件下發生取代反應最終的產物就是四氯化碳，毒性最強。
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| 四氯化碳(CCl4) |
甲烷水合物(甲烷冰)如何形成的？
1 、由地函中的甲烷氣上升經海底地殼裂縫逸出，通常在水深1000公尺以下，這裏的溫度因地熱關係比上層海水高，所以甲烷無法被禁固在海水冰晶格中，所以仍是氣体狀。它們會一路上升到300~1000公尺海層中，只要溫度在(0~10℃)之間，水壓大於(>100atm或>10MPa)下，就會被包覆在冰晶格中形成甲烷冰。
2、甲烷冰形成的第二個也是最主要原因是，數百萬年前，各種有機物例如海藻、死魚蝦等沉積於海底海床上，經過厭氧細菌或生物的分解就產生甲烷，這些甲烷氣只要溫度壓力適合就會跟海水形成甲烷冰。
3、第三種甲烷氣生成於海水下300公尺以上或者300~1000公尺中但水溫高於10℃或水壓低於(<100atm或<10MPa)的海水中，都是氣態存在，可能是下層甲烷冰氣化或者厭氧菌分解有機物而來。
4、甲烷水合物在陸地上也有，但數量不多，僅約佔1%左右，蘊藏於南北極附近的永凍土中，主要分佈在西伯利亞東部及美國阿拉斯加州。在陸地永凍層中的甲烷水合物侷限在深度超過800公尺以下的砂岩或粉沙岩岩床中(透水性好，可保存甲烷冰)。採樣結果指出，這些水合物中的甲烷是地熱及微生物二種方式分解有機體產生的氣體混合組成的。
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| 甲烷水合物或可燃冰形成圖 |
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| 甲烷水合物或可燃冰形成圖 |
註：厭氧細菌或生物：厭氧菌(anaerobicbacteria)或生物(Anaerobic organism)是一類在無氧條件下比在有氧環境中生長好的細菌或生物。分為四類如下：
1、專性厭氧菌或生物(Obligate anaerobes)：這一類微生物或細菌僅能進行無氧呼吸，無法在正常大氣(氧含量21%)等環境下存活細。這類細菌或微生物缺乏完整的代謝酶體系，其能量代謝以無氧發酵方式進行。它能引起人體不同部位的感染，包括闌尾炎、膽囊炎、中耳炎、口腔感染、心內膜炎、子宮內膜炎、腦膿腫、心肌壞死、骨髓炎、腹膜炎、膿胸、輸卵管炎、膿毒性關節炎、肝膿腫、鼻竇炎、腸道手術或創傷後傷口感染、盆腔炎以及菌血症等。
2、微需氧微生物或細菌(Microaerophile)：這是一類需靠微量氧氣(2~10%)才能生存的微生物或細菌，同時也是需要高濃度二氧化碳(10%)的嗜二氧化碳生物。幽門螺旋桿菌(Helicobacter pylori)就是此類細菌。
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| 幽門螺旋桿菌(Helicobacter pylori) |
3、兼性厭氧菌或生物(Facultative anaerobic organism)：這種細菌或微生物在氧氣充足時，會利用有氧呼吸來產ATP（三磷酸腺苷）；而於缺氧時，就轉變為無氧方式的發酵(Fermentation；指生物體對於有機物的某種分解過程)。葡萄球菌屬、鏈球菌屬、大腸桿菌及酵母菌等都是兼性厭氧菌。
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| 酵母菌 |
4、耐氧厭氧微生物或細菌：此類微生物可在有氧氣的環境下生存，但牠們不會使用氧氣作為最終電子接受者。所有的耐氧厭氧生物的能量代識都以發酵進行的。它們不能利用氧，但不會被氧殺死，而是在有氧條件下生長不佳。
如何偵測甲烷水合物(可燃冰)？
以台灣作為例子說明如下：
大約在1930年代，石油公司就在石油輸送管線中發現了甲烷水合物，但當時只視之為討人厭必需處理掉的堵塞物；到了1980年代全球探查(survey)後，才發覺這種甲烷冰廣佈全球大陸棚海底地層中，是21世紀全球的新能源之星。
台灣西南海域水深從幾百公尺到3000多公尺，具備形成甲烷冰的低溫高壓的條件。而台灣造山帶年年因風災沖刷流到海中的有機物會被強勁海流帶到此處大量沉澱堆積。海中厭氧菌分解利用這些有機質後會釋放出大量甲烷氣。這些甲烷氣在此厚達約1000公尺的水合物穩定帶(Hydrate Stability Zone)中與海水結合，形成蘊藏量豐富的甲烷冰。
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| 台灣可燃冰位置圖 |
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| 台灣恆春位置圖 |
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| methane(甲烷水合物)-Hydrate Stability Zone |
一、1992年，台大海洋研究所與美國加州州立大學在恆春海域研究板塊結構，作測繪地層構造的震測作業( seismic method)時，發現震測數據剖面圖中呈現海底仿擬反射(Bottom Simulating Reflection ；BSR)現象，所以猜測應有甲烷水合物沉積於此。
註：所謂海床結構震測作業(seismic reflection/refraction method)：是從研究船上發射出可傳遞到海面下數佰公尺~數仟公尺的低頻聲波(Infrasound)到海床，將其反射或折射後收到的訊號數據拿來分析，就可以知道所探測海床的地層構造及沉績物型態。
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| seismic reflection method(震測反射法) |
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| seismic refraction method(震測折射法) |
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| 圖2D High Resolution Seismic Surveys (2D高解析震測圖) |
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| 3D High Resolution Seismic Surveys(3D立體震測圖) |
註：所謂海底仿擬反射(Bottom Simulating Reflection)：在甲烷冰這個案例中，由於海床下地層溫度隨深度而增加(地核熱能所致)，當深度超過水合穩定帶(Hydrate Stability Zone)以下時，甲烷冰會因溫度增高而氣化成甲烷氣和海水，並在岩層孔隙中流動。這種融於海水中呈流體狀態的甲烷氣，與上層甲烷水合物(Methane Hydrate)呈冰晶結構狀的物理性質差異很大。通常在震測數據剖面圖中呈現的訊號反射狀況，會與海床的起伏相仿，故稱為海底仿擬反射。因此調查海床下面是否蘊藏有甲烷水合物及其分佈狀況的第一步，就是先檢視震測數據資料中的BSR(Bottom Simulating Reflection)再談。
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| Bottom Simulating Reflection(海底仿擬反射) |
二、2004年開始，經濟部中央地質調查所展開長達12年的探勘計畫。幾年下來，調查成果顯示，台灣西南外海高屏斜坡向西延伸到南海北部的大陸斜坡這片海域，可能蘊藏天然氣(甲烷冰)高達2.7兆立方公尺，即使只開採出其中的1/10，以台灣每年使用天然氣100億立方公尺來推算，也足夠供應台灣27年的用量了，所以非常值得鑽探開採。目前在此處的好景區(prospect)已經利用台大海研所研發的「仿三維測震技術」，將此地的立體震測影像完整繪測整編出來，並且在該區儲集層規畫出10多個鑽井點來。
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| 台灣可燃冰蘊藏地 |
註：三維測震技術(Three-dimensional seismic technology)：
所謂三維測震技術，主要是從事三維計算地震學相關研究發展而來，包含：
1、深部構造成像與地體構造研究：結合震測、地震資料分析與平行化資料處理技術，從事深部構造成像與重建。
2、線性與非線性震波模擬之數值研究：實務應用包括台北盆地強地動預估、模擬與分析，台灣與鄰近區域的彈性波傳模擬。
3、三維透地雷達(電磁波)研究：研發精確之探勘技術，並提升淺層震測資料分析技術。
4、數值模擬與資料處理平行化演算法的研發：為加強三維地震與震測資料模擬與逆推的平行計算，發展叢集式電腦系統(PC Cluster)，並與國家高速電腦中心合作，從事三維地震資料模擬、逆推與平行處理系統的研發工作，實際的應用包括海域震測、震測資料處理與海域廣角反射剖面(OBS與MCS)深部構造之成像。在大量運算需求的前提下，高效能與叢集式運算系統勢在必行，故需建置與維護叢集式運算系統，以支援研究單位工作。
上面這段註文全部抄錄自「地球物理探勘組 - 國立中央大學地球科學學系」(http://www.gep.ncu.edu.tw/tw/introduction/lab.php?cate=2)這個網頁，有興趣的人麻煩上網好好看。因為這是相當專業的學術論文，所以我可沒有膽子更動他們的文字，所以全部照抄，以免被打臉。下面的圖，則是我了解其義後，將適合的圖片找出來PO給讀者們看，萬一你們真的看不懂這些專家們的深澳文字時，還能望圖了義。看官也別給自己找麻煩，有些了解就可以了，不用把自己搞成專家白了頭髮OK？
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| 3-D seismic survey |
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| 3-D seismic data regularization |
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| Advanced 3-D Seismic Imaging |
註：仿三維震測技術(Imitation Three-dimensional seismic technology：簡而言之就是利用密集的二維震測探勘資料整編而成。這個技術係由台灣大學震測探勘實驗室研發出來的。
至於把仿三維震測影像與海底仿擬反射(BSR；下面二張圖中紫紅色區)結合，製作出來的台灣西南海域甲烷水合物好景區的立体(3D)影像如下，BSR本身會將甲烷水合物穩定帶(Hydrate Stability Zone)的底部顯示出來，從剖面圖來看，跟海床地形的起伏很像。
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| 台灣西南海域BSR分布圖 |
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| 台灣西南海域BSR分布圖 |
三、台灣西南海域的地質構造複雜，往西邊是張裂性的被動性大陸邊緣，不受造山活動影響；靠近台灣這邊則是活躍造山帶。一個如此狹小的島嶼地帶，同時具有二大類地底架構，而同一架構中又有許多不同的地質環境，而且底下都蘊藏豐富又集中的甲烷水合物。這對世界各國想研究甲烷水合物如何在海洋中生成和儲集的專家來說，來一趟台灣就什麼都看到了，非常值得。
1、2007年，日本海洋研究開發機構(JAMSTEC)的無人水下遙控戴具(ROV；Remotely operated underwater vehicle)潛到南海大陸斜坡上的福爾摩沙海脊，在海脊頂部甲烷噴出口發現大量的冷泉生物聚落，為福爾摩沙海脊含甲烷水合物提供證據。
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| kaiyo(JAMSTEC ResearchVessel) |
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| ROV of JAMSTEC |
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| ROV(Remotely operated underwater vehicle) |
註：冷泉生物聚落：地球上有二種生物聚落，第一種最常見，它們聚集在有充足陽光與水的環境中生長，稱為光合生物群(Photosynthesis community)；另一種叫化能合成生物群(Chemosynthesis community)，指一些細菌將無機物分子如氫氣、硫化氫或者甲烷等氧化，以取得化學能，然後再利用這些化學能將一碳無機物如二氧化碳(CO2)或甲烷(CH4)與水合成有機物的而取得營養方式。
上述這種化能合成生物群(Chemosynthesis community)視硫化氫或者甲烷供應量而決定微生物群體量。在深海環境中若硫化氫或甲烷供應量充足豐富的話，即可形成大範圍群聚之生物聚落。
深海中最常出現上述這種化能合成生物群(Chemosynthesis community)生態環境的地方是中洋脊(Mid-ocean Ridge)邊之火山熱液噴出口(Hydrothermal Vents)附近，稱為熱泉區；而另外一種相對低溫的冷泉(Cold Seep)區亦可出現類似的生物族群。 冷泉區與熱泉區二者相似之處在於都處在深海高壓環境中，同時都因缺乏光線而無法進行光合作用。二者最大的差別則在於硫化氫的來源不同。熱泉區通常與海底火山相當接近，故硫化氫源自於高溫地殼下還原作用，該區的溫度可高過300~400°C；相反的，冷泉區通常位於低溫高壓有機物沉積地帶，其硫化氫源自於甲烷之無氧氧化作用(Anoxic Methane Oxidation)，所以冷泉區溫度幾與該層水溫相同。
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| Cold-seep communities (冷泉區生物聚落群) |
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| Cold Seep冷泉生物聚落 |
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| hydrothermal vent diagram |
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| hydrothermal vent |
註：中洋脊(Mid-ocean Ridge)：亦稱洋脊、大洋中脊、中央海嶺，是位於全球海中張裂性板塊邊界的一系列火山結構系統，也是世界上最長的海底山脈，陸地上能與之相對應的地質結構是裂谷(Rift Valley)或地塹(graben)。
地函(Mantle)的熱對流在中洋脊中央處上升，岩漿在此湧出後，快速冷卻為玄武岩，形成新的海洋地殼(crust)，並將較舊的地殼向兩旁推開，從而使海底擴張。
最有名的中洋脊是大西洋中脊(mid-atlantic ridge)，冰島則是大西洋中洋脊露出海面的一部分，因此被認為是觀察中洋脊構造最方便的區域。
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| Mid-oceanridge topography(洋脊形成) |
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| mid-atlantic ridge and iceland |
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| 世界洋脊分佈(Mid-ocean Ridge |
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| 中洋脊(Mid-ocean Ridge) |
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| 圖裂谷(Rift Valley) |
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| 地塹(graben) |
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| Mantle(地函)_Crust(地殼) |
2、台灣地調所在2009年租用美國大型震測研究船藍賽斯號(Marcs. G. Langseth)蒐集了許多精確的震測資料，對地層中甲烷水合物的分佈和密集程度有更深的瞭解。
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| Marcs G. Langseth(藍賽斯號)_USA |
3、2010年，台灣地調所再租用法國研究船「Marion Dufresne」號採集長岩心樣本檢驗後，發覺樣本呈現異常低溫且部份湯化等甲烷水合物解離現象。
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| MarionDufresne ship(France) |
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| Methane hydrates core samples(甲烷冰岩心樣本) |
註：甲烷冰岩心樣本(Methane hydrates core samples)：本篇作者「Lisa Margonelli」非常生動傳神的描述甲烷冰樣本取樣過程發生的狀況，她描述如下：
「........我有機會一睹水合物在海中上升的狀態，達克里克茨(指Doc Ricketts，是MBARI 的深海機器人)有一次從1800公尺深的某處礁岩露頭取下一個哈密瓜大小的水合物，並且費了番工夫才把這不安份的過動玩意放進網袋，一位觀測員形容那像一顆反重力籃球。我從控制室中觀察，那顆球在深水中幾乎保持不變，但達克里克茨升到穩定帶(指Hydrate stability zone)上方時，更多氣體掙脫束縛。網袋便罩上一層氣水泡而矇朧難辨；當達克里克茨終於抵達水面時，水合物只剩下幾湯匙了。.........」
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| Doc Ricketts of MBARI |
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| Doc Ricketts of MBARI取樣過程 |
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| 甲烷冰岩心樣本氣化過程 |
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| 甲烷冰氣化過程 (Methane hydrates bubbling up) |
這個甲烷水合物冷凍碎塊樣品最終交給了科羅拉多礦業學院(Colorado School of Mines)分析，結果顯示取樣的高地不只含有甲烷，底下更是有如一套倉儲物流系統。研究分析人員發現多種碳同位素，指出水合物來自二處不同深度的炙熱儲集層(指熱泉區)以及二種由微生物產生的甲烷氣(指冷泉區)。
這表示氣体(甲烷)從地殼深處某個前所未知的儲集層往上走時，中途另有一股來自較淺層儲集層氣体加入。接著在穿越沉積層時，又有生物源氣体(指化能合成生物群)再加進來，其中包括細菌(厭氧菌)轉化輕油(light petroleum)而來的甲烷氣，非常複雜。
四、2012年開始，地調所原先規劃(2004~2016)的探戡計劃被納入「天然氣水合物主軸專案計畫」中，深入精查台灣西南海域的好景區，同時擴大普查範圍到更南方的及東南海域。上述這個專案計畫除了為「開採甲烷水合物作為能源」而進行資源特性分析和開採技術研究之外，也包括了甲烷水合物對海床穩定性、海洋環境及氣候變遷影響等之研究。
1、2013年，台大海研所與美國The Monterey Bay Aquarium Research Institute(MBARI；位於加州)合作探戡。台美雙方團隊在海研五號研究船上，利用MBAR自行研發運來台的「AUV」(Autonomous Underwater Vehicle；深海大型自主式水下載具)及台灣海洋科技研究中心的「ROV」(Remotely operated underwater vehicle)同時進行探戡作業。這是台灣第一次執行AUV - ROV聯合探測任務。
MBAR的「AUV」下放到海底後，會自行前往調查的目標區貼著海床進行作業，藉由不同頻率的聲納系統測繪出高解析度的海床地貌和地質變化；而在海研五號研究船上的人員則操控「ROV」，利用它的攝影機進行即時即地觀測。
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| 海研五號研究船 |
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| 台灣海洋科技研究中心研究船科學儀器系統示意圖 |
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| AUV of MBARI |
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| AUV(An autonomous underwater vehicle) |
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| ROV(Remotely operated underwater) |
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| AUV - ROV joint together |
2、2013年同年，台大海研所也與德國合作。德國研究船太陽號(Sonne)帶來了三維高解新度震測系統，測繪台灣西南海域沉積物的分佈和海床構造。
由於蘊含甲烷水合物的地層含鹽量較少(因為鹽是導電體)，所以電阻會較高，所以也測量了地電及地熱(溫度會決定甲烷是水合物或者氣態)，以及利用特殊工具抓斗(Grabber；如桌子般又大又重的夾子)抓取大量的沉積物，檢查後，發現樣本含有自生性碳酸鹽及冷泉區生物，都與甲烷生成有關。
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| Sonne (German research vessel) |
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| 抓斗(grabber) |
四、上述所言，最終仍需進行實際的鑽井驗證。國外公認台灣的調查研究作的十分完備，並表達願意提供鑽井經驗與台灣合作進行西南海域的淺海鑽井驗證。目前台灣針對西南海域甲烷水合物好景區的鑽井點已有規劃與準備，但因所需經費龐大，仍需等待國家預算編列支應，我們初步選定合作對像是德國，次之為美日二國。
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| 天然水合物探勘示意圖 |
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| 天然水合物探勘示意圖 |
如何開採甲烷冰？
一、甲烷水合物或者可燃冰如何形成的？麻煩咎位看官用Ctrl+F5開搜尋框，用「甲烷水合物(甲烷冰)如何形成的?」搜尋本頁面就可以回去上面重新溫習一遍，不用我浪費篇幅覆述。如果看官是一個很認真的讀者，要分好幾天才能看完本篇的人，那我就用下面的圖片再提示一下，讓看官不用回頭重讀。
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| types methane hydrate_deposits |
註：Seepage：滲漏；Impermeable：不透水；Sediments：沉積物或沉積層；Permafrost：永凍土；deposits：儲集層。
二、如何開採甲烷冰？目前有理論建構方式如下述：
台灣大學海洋研究所劉家瑄教授表示，目前甲烷水合物開採的理論架構，主要是利用升高溫度及減低壓力的方式，破壞水合物晶籠的結構，使甲烷從籠狀結構中解離出來。方式如下：
1、熱激發法(thermal stimulation)：是利用地表泵(Pump)將熱水送至目標地層，利用升溫效應採集甲烷氣。
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| 熱激發法(thermal stimulation) |
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| 熱激發法(thermal stimulation) 及CO2水合物取代甲烷水合物 |
2、減壓法(depressurization)：是抽取地表下的氣體或海水，降低目標地層壓力，促使甲烷氣釋放出來。
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| 日本愛知縣開採甲烷冰方式(減壓法) |
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| 減壓法(depressurization開採甲烷冰 |
3、混合法：上述兩種方法也可以相互結合，先利用熱激發釋放出甲烷，再不斷抽氣，降低壓力，讓甲烷冰繼續氣化而源源不絕導引至地表。
註：甲烷冰是甲烷(CH4)分子溶於水後，在低溫（0~10℃）高壓（>100atm或>10MPa）狀態下，因為水結成冰形成籠狀晶格（a cage-like lattice of ice ）被包覆其中形成的。而這種甲烷冰成型後能穩定不氣化的地帶稱為水合物穩定帶(Hydrate Stability Zone)，約在海深300~1000公尺之間。在陸地永凍層中的甲烷水合物則侷限在深度超過800公尺以下的砂岩或粉沙岩岩床中，因其透水性好，可保存甲烷冰。
另外為了穩定地層及避免氣候暖化效應失控，在開採甲烷水合物(可燃冰)的同時，順便將二氧化碳封存至地底下，是一舉兩得的構想。
封存的方式，是將二氧化碳打入甲烷水合物穩地帶的上方與下方地層如下圖所示(1)及(2)，讓二氧化碳形成水合物。
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| 甲烷冰開採法 |
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| 二氧化碳取代甲烷封存開採法 |
上述二氧化碳由氣態變固態形成水合物時，會放出熱能。下層(1)的熱氣往上冒，可以形成一個加溫層，讓中間層的甲烷冰(Methane Hydrates)解離而易於抽取。而上層(2)的作用是形成天然不透水層屏障，防止開採過程中的甲烷氣外洩到海水中，引發類似百慕達三角(Bermuda Triangle)或者龍三角的氣漩渦效應。
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| 百慕達三角(Bermuda Triangle) |
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| 龍三角(Dragon Triangle) |
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| 龍三角(Dragon Triangle)phenomenon |
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| 百慕達三角(Bermuda Triangle)phenomenon |
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| 龍三角(Dragon Triangle)phenomenon |
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| 百慕達三角(Bermuda Triangle)phenomenon |
2012年，由USGS(United States Geological Survey)、美國能源部(Department of Energy；DOE)、康菲石油公司(ConocoPhillips)、日本及挪威組成的研究團隊作了上述開採理論架構的實地測試。他們把二氣化碳與氮(用來防止二氧化碳結成乾冰)混合後，打入美國阿拉斯加北坡地區(Alaska North Slope)永凍土下方的甲烷水合物中，期望二氧化碳擠壓出甲烷氣，並取代甲烷封入冰晶格中，形成二氧化碳水合物(CO2 hydrate)，使原來的甲烷水合物穩定帶結構保持完整，不要引發地震或者地層崩解的狀況。
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| Alaska North Slope |
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| 永凍土(permafrost)甲烷冰開採作業 |
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| 海底甲烷水合物的開採作業方式 |
測試鑽井冒了一個月的甲烷氣，但研究團隊無法確定二氧化碳是否真正取代甲烷氣形成二氧化碳水合物，穩定了原來的甲烷水合物地帶？
美國能源部(DOE)的國家能源技術實驗皺技術主任「Ray Boswell」說：「概念看起來很簡單，實際上更為複雜。」他形容測試數據有如來自一個「一團糟的地下黑盒子」，儘管成果不差，但康菲石油公司(ConocoPhillips)仍把相關人員撤離了，所以美國能源部(DOE)只能尋找新的業界夥伴來繼續測試。
事實上甲烷水合物(Methane Hydrates)本質相當詭譎莫測，只要輕輕一碰，甲烷冰就會從固体氣化成甲烷與海水。所以整個水合物穩定帶會不斷的有水合物解離形成氣泡冒出，在海床形成一個個小坑，好像被微型隕石撞擊過一般。
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| 甲烷冰氣化後留下如微型隕石的坑 |
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| 甲烷冰氣化之泡泡 |
開採甲烷冰可能引發的災難為何？
一、災難一：甲烷(Methane；CH4)是一種很強的溫室氣體，儘管它在大氣中的生命週期大約12年，但20年後所產生全球暖化潛勢(Global Warming Potential; GWP)值可達42~70；而100年後仍有16~26的比值。(什麼叫 GWP？麻煩看官先看後面一系列的註解，搞懂後再往下看比較容易些）
從上述甲烷相對二氧化碳(標準值1)對全球暖化潛勢比值，就明白甲烷氣對地球氣候暖化的威脅性。所以開採甲烷水合物時，必需防止溫壓變化導致甲烷氣大規模洩漏到大氣中，造成不可逆的全球暖化現像才可行。
而且甲烷冰完全燃燒時，最終會產生二氧化碳及水。也就是說我們開採甲烷冰來用時，必需同時將大氣中同等体積質量的二氧化碳封存入海中或者凍土岩層中才行，否則大氣中的二氧化碳會愈積愈多(碳的生命週期達數仟年之久)，仍會導致全球氣候暖化。
目前全球甲烷水合物的碳儲量估計為1700億~12兆7000億公噸(体積噸volume ton=1M3=1CBM=1立方公尺)；而甲烷水合物外其它化石燃料等礦藏的碳儲量總估計值約4兆公噸左右，所以甲烷水合物能產生的二氧化碳值是化石燃料的4倍，對氣候暖化的威脅的確令人憂心。
註：溫室氣體(Greenhouse Gas；GHG)：是指大氣中促成溫室效應的氣體成分，第一名是水蒸氣(H2O)，約佔整體溫室效應的60~70%；其次是二氧化碳(CO2)，大約佔26%；再其次還有臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(又稱笑氣，N2O)等歸類為自然溫室氣體者，以及人造溫室氣體如氯氟碳化物(CFCs)、全氟碳化物(PFCs)、氫氟碳化物(HFCs，含氯氟烴HCFCs及六氟化硫SF6)等。
溫室氣體的共同點，就在於它們能夠吸收紅外線。由於太陽輻射以可見光(Visible light；wavelengths：390 ~700 nm；Frequency：430~790 THz)居多，這些可見光可直接穿透大氣層(atmosphere)，到達並加熱地面。而加熱後的地面會發射紅外線從而釋放熱量，但這些紅外線不能穿透大氣層返回宇宙，因此熱量就保留在地面附近的大氣中，從而造成溫室效應。
解釋的更明白些，就是紅外線的波長較長且頻率比較低，進入地球大氣層後不容易反射回太空中，所以泰半會在地球表面與大氣層之間，形成一圈保溫層，也就是這個如同玻璃溫室的保溫層，讓地球生物蓬勃發展。只是凡事過猶不及，太多紅外線熱能被溫室氣体吸收保留下來時，地球的溫度會高過生物能生存的適溫區而導致大滅絕如二疊紀 - 三疊紀滅絕事件(Permian–Triassic extinction event)再度發生。
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| Wave_frequency |
註：溫室效應(Green House Effect)：是指地球大氣層中含有上述溫室氣體(Greenhous Gas)超標時，會吸收保留更多太陽輻射能(即紅外線)再度反射回地球表面，造成地表溫度升高超過正常標準值，這種過程就叫溫室效應。整個過程說明如下圖：
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| 溫室效應的原理圖 |
白天太陽光照射到地球上，部分能量被地球大氣吸收，部分被反射回宇宙中，剩下的大約有47%的能量被地球表面吸收。到了晚上地球表面以紅外線的方式向宇宙散發白天所吸收的熱量，而其中又有部分被地球大氣(即溫室氣体)給攔截吸收掉。
地球的大氣層如同覆蓋溫室(Green house)的玻璃一樣，會保存一定的熱量，否則地球會像沒有大氣層的月球一樣，被太陽照射時溫度急劇上升；不受太陽照射時溫度急劇下降。而大氣層中溫室氣體的增加，會讓地球整體所保留的熱能增加，導致全球暖化(諧謔叫地球發燒)。
太陽光的表面溫度約6000K(Kelvins；0 °C=273.15K = 32 °F)，其熱輻射的頻譜中有一半50%是紅外線。太陽光在海平面上的輻照度(irradiance；各種頻率輻射的加總量)，每平方公尺1千瓦(Kilowatt)，其中有527瓦的能量是紅外線、445瓦是可見光，而32瓦的能量是紫外線。
而地球表面溫度(約3000K)遠低於太陽的溫度(約6000k)，幾乎所有的熱輻射都是由不同頻率的紅外線組成的。在這些天然的熱輻射源中，只有閃電及火熱到可以產生一些可見光。
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| 大氣層如溫室玻璃 |
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| 地球發燒 |
註：紅外線(Infrared)：其波長(wavelengths)在760奈米(nm)至1毫米(mm)之間，是波長比紅光長的非可見光，對應頻率約是在430THz~300GHz的範圍內。室溫下物體所發出的熱輻射多都在此波段。
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| 紅外線物体溫度顯示圖 |
註：全球暖化潛勢(Global Warming Potential; GWP)：將二氧化碳的全球暖化潛勢定義為1(標準值之意)，再拿特定氣體(主要指溫室氣体)和同等質量二氧化碳比較，就能得出這些特定氣体或者溫室氣体相對二氧化碳能造成全球暖化的能力(比值)。
不過，計算全球暖化潛勢時，仍需以一段特定期間為準(如20年、100年等)，二者合併作出來的比值才有參考價值。
某些氣体或者化學物質的全球暖化潛勢高的原因，是因為它們對紅外線的吸收能力很強，而且存在大氣中的壽命也較長。不過那不代表這種氣体或者化學物質就是溫室氣体，會造成全球暖化的溫室效應。
因為即使某類氣體或者化學物質，在特定波長範圍吸收紅外線輻射的效果很好，但只要該波長範圍的紅外線輻射是現存大氣的吸收範圍的話，本身的全球暖化潛勢就不會很高。
但若某類氣體或化學物質吸收紅外線輻射波長的範圍，恰好是大氣所吸收波長範圍之外的話，其全球暖化潛勢就會比較高，這是 1 + 1 =2 的簡單化道理，雖然事實上全球暖化潛勢和紅外線波長之間的函數關係不能如此簡化計算得出。
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| Global Warming Potential data diagram (溫室氣體的全球暖化潛勢及其GWP數值及生命期) |
註：碳循環(Carbon cycle)：這是一種生物地質化學循環，指碳元素在地球上的生物圈、地圈、水圈及大氣中交換循環的系統。碳的主要來源有四個，分別是大氣、陸上的生物圈(包括淡水系統及無生命的有機化合物)、海洋及沉積物。
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| carboncycle(碳循環) |
註：二氧化碳、甲烷、氧化亞氮及含氯或是含氟的氣體化合物家族（FCs、HCFCs、HFCs、PFCs）的生命週期如下：
1、二氧化碳(CO2)：人類所排放溫室氣體中最顯著的是二氧化碳，其生命週期最難判定，因為二氧化碳有數個途徑能夠從大氣中移除。排放出的二氧化碳約有65%~80%會在20~200年間溶解在海洋裡。其餘的二氧化碳則是在緩慢的化學風化或是岩石形成過程被吸收掉。也就是說，只要二氧化碳存在大氣中，將會持續影響地球大氣層中的溫室效應達數仟年之久。
2、甲烷(Methane；CH4)：甲烷存在大氣中的時間約為12年，可藉由化學反應從大氣中移除。雖然其是相對溫室效應較大的溫室氣體(100年的比值仍有21)，但影響的時間則較為短暫。
3、氧化亞氮(Nitrous oxide；N2O)：這種氣体或化學物質會在大氣的平流層(Stratosphere；7至11km～50km)被移除，但是速度相對甲烷更緩慢，會停留的地球大氣中約114年左右。
4、含氯或是含氟的氣體化合物家族(FCs、HCFCs、HFCs、PFCs)：這個家族很龐大，包含許多不同種的化學種類，每種停留在大氣中的時間也不一樣，短的不及一年，而長的可達數仟年之久。IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)出版了一份列表，註明各種溫室氣體對於全球暖化的影響潛勢以及在大氣滯留時間。
5、水蒸氣(water vapor)：水蒸氣雖然具有強烈的吸熱效應，但其在大氣中只會停留數小時到數天之久，很快就會成為降雨或降雪。所以水蒸氣被認為是反饋迴圈的一環，而非造成溫室效應的原因。
這樣圖文一起說明，應該可以讓各位看官都明白了吧？你們可別輸給那二隻才剛滿５歲的貓，因為他們光看圖就瞭解了，用不上說明文字OK!
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| 聰明的2隻老虎 |
二、災難二：甲烷水合物是甲烷氣從地底上升到沉積物中或在沉積物中生成，再以水合物型態保存起來，基本上跟電容器(Capacitor)儲存電能的作用一樣，當然也能一次就釋放出巨大能量。
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| Leyden jar(最早電容器) |
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| Leyden jar discharger |
甲烷水合物極易因溫壓的改變而氣化膨脹，一立方公尺(1CBM)的甲烷水合物到了地表的常溫常壓下會膨脹成164立公尺的甲烷氣與0.8立方公尺的水，相當具有危險性。
特別是甲烷水合物受到地震擾動時，會如上述所言改變溫壓，因而膨脹而引發地層崩塌，進而造成海嘯如下圖所示：
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| 海域天然氣水合物衍生地層弱帶與造成海床崩移的示意圖 |
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| 甲烷水合物解離引發地層崩塌及海嘯 |
所以對任何嘗試開採甲烷水合物作為能源的人來說，避免這類地質災變將是第一個首要的考量，因為甲烷囚禁在固態的水合物中，必需轉變成氣態才能由鑽井抽取出來。而由固態轉變成氣態的甲烷冰會影響到永凍層地底或者海床底下的地質結構，如果穩定不下來，就會引發崩塌，進而形成海嘯襲擊沿岸人口集中的大城，造成重大傷亡。
這種狀況對於台灣西南海域甲烷冰的開採要特別注意，因為那裡發生過死傷無數的海嘯。
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| 海嘯形成 |
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| 海嘯 |
根據野史的記載，台灣西南部海域曾經多次發生過災害性的海嘯如下：
1、1721年(清康熙60年9月)台南海嘯：1721年9至10月有一地震，震央在台南附近，震災地區為台南地區。海嘯內容無描述。
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| 台南地區 |
2、1781年(清乾隆46年)5月間(4/24~6/21)高雄海嘯：臺灣採訪冊(原名臺灣採訪冊；道光9年5月~道光10年8月；1829~1830)」「祥異，地震」的記載如下：(全文照錄)
台灣採訪冊「祥異，地震」的記載。「乾隆46年鳳港西里有加藤港，多生加藤，可作澀，染工賴之，故名云。港有船通郡，往來潮汐無異。乾隆四十六年四、五月間，時甚晴霽，忽海水暴吼如雷，巨浪排空，水漲數十丈，近村人居被淹，皆攀援而上至尾，自分必死，不數刻，水暴退，人在竹上搖曳呼救，有強力者一躍至地，兼救他人，互相引援而下。間有牧地甚廣及附近田園句壑，悉是魚蝦，撥刺跳躍，十里內村民提籃契筒，往爭取焉。聞只淹斃一婦，婦素悍，事姑不孝，餘皆得全活。嗣聞是日有漁人獲嗣聞是日有漁人獲兩物，將歸，霎時間波濤暴起，二物竟趣，漁者乘筏從竹上過，遠望其家已成巨浸，至水汐時，茅屋數椽，已無有矣。」。
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| 高雄鳳山區 |
註：澀：味不甘滑；句壑：曲凹之意；契：通挈，用手提著之意；嗣聞：隨後聽說；水汐：海水晚潮時。
3、1866年(清同治5年)12月16日高雄海嘯：西班牙神父AJosé María Alvarez(1871~1937)所著「Formosa、Geográfica e Históricamente Considerada 」一書中 引神父P.F.da Sylva 的話 如下：
「去年即1866年12月16日(即同治5年11月10日)晨八時二十分，發生地震，約歷一分鐘，樹林、房舍及港中船隻，無不震動；河水抖落三尺，忽又上升，似將發生水災。」 」。認為此一事件有可能是海嘯。震災地區即為高雄地區。
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| 高雄地區 |
註：Geográfica e Históricamente Considerada ：英譯為Geographically and historically considered；中譯為地理與歷史上思量。
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| Formosa、Geográfica e Históricamente Considerada |
4、1921年9月台南安平海嘯：海嘯規模 0-1
5、1994年9月16日台灣海峽南部海嘯：1994年9月16日14時20分20.6秒，台灣海峽南部(澎湖西南方147公里)東經118.7度、北緯22.5度發生規模 6.4，震源深度約為 45.1公里地震。曾引起澎湖和中國大陸沿岸10多公分的小海嘯。
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| 澎湖 |
綜觀台灣西南部海嘯發生的主要原因如下：
1、海底地震，特別是馬尼拉隱沒帶(Manila Trench subduction zone) 所引起的地震。
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| 馬尼拉隱沒帶(台灣西南邊) |
2、海底山崩，經由甲烷水合物的大量瓦解，很容易引起海底山崩，而造成海嘯。
3、遠地傳播而來的海嘯。
三、災難三：百慕達效應(Bermuda Triangle phenomenon)
1、船隻失蹤理由：不管是百慕達三角(Bermuda Triangle)或龍三角(Dragon Triangle)，其下海床經探測後都有一大片甲烷冰存在。甲烷水合物很容易因溫壓等的改變而氣化形成泡泡水氣柱垂直上升至海面如下圖所示。
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| gasbubbles |
這些水氣柱因含有大量甲烷氣泡而降低了海水的密度及浮力。實驗室裡的試驗也已經證明這些甲烷氣泡確實會減少海水的密度，無法提供船隻適當的浮力而使模型船下沉。也就是說，這種甲烷氣泡水柱會在船隻周圍形成密度浮力較小的區域，令航行進此區的船隻快速且毫無預警的沉沒如下圖所示。台灣最著名的例子是花蓮一號。
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| 海底甲烷水合物氣化上升造成的船難示意圖 |
註：花蓮一號：89/2/28日傍晚五點半，船齡十六年的花蓮一號載運5300噸河砂，從花蓮出海前往台北港，預計隔日清晨六時入港，但是包括船上十四位台灣籍與七名緬甸籍共二十一位船員，卻從此音訊全無。92/9/26日台灣大學海洋研究所宣佈，透過專業儀器側掃聲納探測，「九成九」確定花蓮一號沈沒於新北市石門區草里村(十八王公廟附近)外海三浬、水深八十二公尺處海底。
舉個例來說好了，這跟你走路時，一腳踏空的感受差不多。如果船隻本身重量或貨物承載平均的話，走進這種甲烷氣泡水層區，只會船身往下沉一下或者左右搖幌一下的感覺就過去了。但如果是船身構造特殊，例如船首較重，或者載運的貨物是散裝礦砂穀物等類，會因船身不平衡搖幌而跟著匯集一側的話，碰到這種甲烷氣泡水柱區就完了，一個倒栽蔥或者左右傾斜過大，就直接往海底下沉了。為什麼？因為這個甲烷氣泡水柱是由下而上形成的一個漏管狀水氣層，是一個上大下小的漩渦，重的東西會一路往下沉到海床底。
2、飛機失踨的理由：
A、甲烷氣比常態的空氣稀薄，因此無法提供原來飛機飛行所需的浮力，因此誤入此區的飛機，很容易墜落海中。
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| 甲烷上升到海面形成的氣柱 |
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| 甲烷上升到海面形成的氣柱 |
B、甲烷可能會干擾飛機測高儀的功能，而測高儀的功能是藉由量測周圍空氣的密度來測定高度。因為甲烷密度較小，測高儀會顯示飛機正在爬升，如此一來會誤導飛行員降低飛行高度而失速墜落。
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| 甲烷氣造成的飛機失速 |
C、另一個可能是甲烷在引擎中使燃料混合物和空氣分解，可能會造成停止燃燒和引擎熄火而墜落。
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| 甲烷氣造成的引擎熄火 |
3、瘋狗浪(Rogue waves)造成的失蹤：有研究表示一些潮汐波(Rogue waves)是因甲烷的聚集的大氣泡陡然爆發快速上升到水面造成的。這種巨大氣泡產生的主要原因是甲烷在海底氣化溢出時被堵住，以致於氣壓不斷累積增加到最後氣體突然爆破並快速上升到海面，而產生的潮汐。研究同時也顯示這樣的氣泡可以極輕易和快速地使模型船沉沒。
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| 烷氣造成的瘋狗浪(Rogue waves) |
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崇尚自助式正義的恐怖主義：
這篇文章之所以引起我的注意，在於老伙仔反廢死的特殊觀點。我一直以為那是他個人很特別的論點，沒有想到真的有完整的理論可以支持他的想法。
我把這篇文章拿給他看時，他只冷冷的說：「老祖宗們沒有太多邏輯理論可講，但豐富的生活經驗告訴他們該如何處理人類社會的爭議，特別是關於公平這件事。」
我們先談老伙仔關於廢死這件事說了什麼再談這篇文章。
老伙仔絕對不是保守派，因為他對於很多事情的容忍度遠遠超過一般社會的共識，例如同性戀，但他卻不同意多元成家，理由居然是不要踩別人的紅線。我質疑他的矛盾，他回答我說：「小子！一樣米飼百樣人，同性戀是一種人，堅決反同性戀的也是一種人，你覺得他們誰是誰非？」
我想了好一會兒後才回答：「都對吧！」
「那不就結了！都對就表示雙方也都有錯的地方，所以社會群体就錯的地方給予修正彌補，就對的地方阻止挑釁踩地雷有錯嗎？」老伙仔說。
老伙仔好像想到什麼，突然正色的對我說：「你如果搞同性戀，我就一定送你去作基因檢測。如果不是先天性的問題，我一定想辦法矯治你。矯治不了，你從此是我家的拒絕往來戶。am I clear？」
我非常生氣的回嘴質問老伙仔說：「你剛剛才說你支持同性戀的！」
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| 這是什麼鬼話? |
「對！如果是先天性的，或者後天真的矯治不了的，那就尊重他們的選擇，不然能把他們殺了或與世隔離嗎？同性戀又不是傳染病，也不影響別人，我當然可以支持他們的選擇。怎樣？有矛盾嗎？」老伙仔提高音量的說。
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| 老伙仔愈說愈大聲～～～ |
「可是你說我如果是同性戀，你就不准我到你家來，這是那門子的尊重啊？這明擺著就是岐視還要假仙？」我抗議的說。
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我抗議抗議再抗議 |
我可沒話反駁了。但馬上我又想起他反對多元成家這件事來：「啊你都尊重同戀者的選擇了，為什麼不贊成他們有婚姻權呢？」
老伙仔嘆了一口氣說：「家庭關係很複雜，但最基本的權利義務都從婚姻制度開始。同性不會生出小孩，如果有小孩就一定是 Long long stories，這對孩子非常不公平，因為他們的一生可能都得生活在別人異樣眼光中，甚至成年後想獲得一個正常的男女或婚姻關係都比常人困難，更別提其它的財產繼承分配的問題了。所以個別僅止於二人關係的選擇，我尊重。但牽涉到其它眾多旁人的社會關係，甚至孩子們的權益問題，我就反對。社會本身就是很複雜的多重組合，人要在這樣的社會群体結構中活的自在悠遊，就要有所犧牲及選擇，不能期待樣樣都希望符合己意。明白嗎？」
我點頭表示明白了：「那你反廢死的理由是什麼？」
老伙仔扳起臉孔對我說：「你不要只說後面，而不提前面。我全文的意思是，對於死刑的判決必需確認無疑義，且有客觀的科學鑑識報告作為佐證才可以。只要案情有些許疑點或者目前科學鑑識方法無法解釋的，就不能判死，例如辛浦森案或者謝依涵案。但明白無誤者如鄭捷及龔重安案等，就該速審速決執行死刑，給被害人及其家屬承諾的社會公平及正義，同時申張法律及社會共同生活公約的束縛力，給試圖踰矩者警告！」
我想了一下才又問：「花蓮五子及洪若潭命案中的靈異現像算不算可被質疑之處呢？」
老伙仔看了我好一會兒後才問：「子為何不語怪力亂神？」
我想也不想的回答說：「無法驗明！」
老伙仔點頭說：「我前面說過了得用科學鑑識報告作為案情佐證。啊你跟我談靈異現像？這是一個文明進步國家的司法檢調系統該出現的狀況嗎？我們又要回到過去無知無識日審陽夜審陰的年代？可能嗎？靈異故事可以作為呈堂證供嗎？這些檢警調人員都無知不懂現代科學辦案程序嗎？」
「那他們幹麻上電視說這些靈異故事？且說的活靈活現的，連濟公律師茅山道士法官都來了！」我狐疑的問。
老伙仔特有的戲謔表情又出現了：「不該出現的狀況出現時，通常就表示想轉移無點，遮掩事實及真相。這種操作媒体的手法經常出現，雖然每次所用的橋段不同，但仔細的辨認，仍然可以看出是同一路數的。所以你這小子認真給我好好想一下，他們想遮蓋或者不能說出來的真相是什麼？」
我答對了！各位看官也好好想一下，為什麼我們的檢警調要努力誤導社會大眾往怪力亂神上想？21世紀的人類科學仍不足以解釋宇宙萬像之因是事實，但身為司法檢警調人員可不能用靈異現像辦案或結案，理由很簡單，無法作為呈堂證供定被告的罪。既然如此，那為何這些檢警調及司法人員一而再再而三的用靈異故事引導辦案及作出結論呢？好好用一下大腦想就明白了，老伙仔說的對，就是用煙霧彈來轉移焦點或者掩蓋事實真相，那事實及真相是什麼？好好想，你們一定想的出來的！
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| 努力給它想破頭 |
回到這篇文章的主題上來。文中提到「最後通牒遊戲」(Ultimatum Game)，玩法很簡單，就是把一筆錢給一個人，但要求他必需提出分配比率跟另外一個人分享，而且只有一次機會。如果他提出的分配比率是對方接受的，那雙方就可以分享這筆錢；但相對的，如果對方不肯接受這個分配比率的話，這筆錢就會被收回，誰也分不到。這種遊戲在不同人種、民族及國家之間不斷的重復實驗的結果發現，擁有分配權的人如果提出的分配比率愈接近50%，對方接受的可能性就愈高；如果低於30%，對方拒絕的機率則接近100%。
美國這種民主國家，分配比率會接近40%~50%之間；阿拉伯或印度這種階級意識比較高的民族或國家會靠近30%，所以不同的社會文化及文明的確會使分配比率有顯著不同。但無論如何，低於30%時，對於分配比率只能說「Yes」或「No」的人來說，他們寧可一無所有也要懲罰對方的貪心。這就是這篇文章開宗明義談的人類社會演化出來的道德情緒--------公平正義，無論自己是否要付出一定程度的犧牲，都要讓行為不公不義的人付出代價。
文中另外提到1983年維吉尼亞大學(University of Virginia)社會學家「Donald Black」發表的文章「做為社會控制的犯罪」(Crime as Social Control；Published by American Sociological Association )。文中簡略的說明所有的兇殺案只有10%發生在偷竊或者搶劫時失手造成；另外90%都起因於加害人(被告)以法官或者陪審員兼執法人員自居，認為被害人(原告)作了某些對不起他們的動作或事，因此處以極刑。例如夫妻吵架，先生動手打小孩，導致太太殺了先生；因兒子吸毒又跟同性戀鬼混而殺了他；夫妻吵架，因妻子的言語挑釁而殺了她；因停車糾紛搶車位等殺人都算是。
這種自中世紀以來，自認為基於「道德動機」引發的「自助式正義」(self help justice)------用台灣人常用的大白話講就是「私刑主義」(Lynching)-----多數已經被國家制定的法律取代了。但「Donald Black」明白指出，當人民不相信國家司法系統的公平性，或者認為法律本身就不公，或者執法的公部門本身腐敗貪污不能公平執法時，甚至國家處於無政府狀態下等，那人民仍會自行執法，而恐怖主義就是這種私刑主義的極端展現。
註：Crime as Social Control：本篇譯者的譯文我實在接受不來，所以白目一些重譯為「犯罪亦是社會公平正義的一種表現方式」。
文章後面討論伊斯蘭聖戰士及ISIS的恐怖主義的觀點，請讀者自行閱讀。我要談的是這篇文章引發的廢死討論。
老伙仔最近忙的很，所以沒有時間好好跟我談。但他對於廢死這個議題前前後後零碎的談話，倒是很接近「Donald Black」教授的說法。我寫這篇文章時曾經Tango問過他是否讀過「Donald Black」教授的著作？他的回覆居然是「感謝告知，我已叫人上網訂購幾本，拜讀完後再跟你聊！」
所以英雄所見略同。老伙仔沒有讀過「Donald Black」教授的著作，但他的想法居然跟「Donald Black」教授差不多。他同意執行死刑不一定能扼止犯罪，但不執行死刑則社會「公平正義」的基本共識架構將蕩然無存，隨之而來的將是社會失序及崩解。這樣的社會，當犯罪案件發生時，人民不會求助於檢警調系統，也不相信司法會公平審判給公道，所以找人動私刑報復將非常泛濫而盛行。
當然一個社會在私刑主義盛行下，長久以往，就會發展出像聖戰組織或者ISIS這種恐怖組織取代政府功能。
八仙彩粉爆炸案表面上就是一個閃燃火災燒燙傷案。但仔細探究它發生的原因，卻跟上面所言" ...............當人民不相信國家司法系統的公平性，或者認為法律本身就不公，或者執法的公部門本身腐敗貪污不能公平執法時，甚至國家處於無政府狀態下等，那人民仍會自行執法，............." 等狀況雷同近似到令人驚聳起寒顫。
在發生這件慘案前，台灣的社會在討論什麼？遠雄大巨蛋是否危及捷運板南線及發生火災時會有多少人死傷？再前面一些，是浮洲合宜宅完工卻龜裂有倒塌之疑，購買戶要求全面退費的抗議案；再往前是復興航空墜機基隆河，差一點毀掉半個台北市的案子；再更前一些，就是全台無一倖免的頂新黑心油案了...........
大家仔細想一下，上述案件中有那一個企業被重懲倒閉或者付出巨額賠償金了？一個也沒有！了不得保險公司照合約規定賠付受害者就算了事，沒有一個企業受到嚴懲。所以一個接一個賺黑心錢，只管利潤極大化而不問成本及人身安全，反正出事了，由台灣全民買單支付，他們躲過風暴後生意照作錢照賺。
真的沒事嗎？台灣人民對政府對司法的信心，一次又一次被摧毀。到今天居然有70%的台灣人民根本不相信台灣司法檢調系統的公正性，更遑論正義的維護了。
我個人認為八仙案跟太陽花案一樣對台灣社會有深遠重大影響。牽涉到這麼多孩子，而且是重大死傷案件，所以它對台灣人心的重創很大，遠比想像中大太多。如果說太陽花案是原子彈爆炸，那八仙案是核子彈爆炸的等級，全台灣父母的心都碎了，因為你永遠不知道下一個會不會輪到自己的孩子，那種恐懼害怕及憤怒會全部轉向無能不知所措的政府，他們需要報復發洩............在這種狀態下，大家認為國民黨在2016年的選戰還打的下去嗎？
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