青岛海洋地质研究所成功举办“走进可燃冰实验室”大型实景科普直播活动

2020年9月19日，以“决胜全面小康、践行科技为民”为主题的全国科普日活动在全国范围内同步启动。9月26日，自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所与青岛市科学技术协会、青岛市教育局、青岛水族馆联合举办了一场“走进可燃冰实验室”大型实景科普直播活动，活动通过青岛海洋科普联盟科普直播室、中国矿业报社Bilibili平台“矿世奇谈”直播间面向全网直播。

活动当天，以自然资源部天然气水合物重点实验室主任、海洋试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室主任、自然资源部首席科学传播专家吴能友研究员为首的科研团队14名科研人员，带领观众走入9个天然气水合物子实验室，介绍前沿科学知识，带大家领略了科技的魅力。

在两位主持人的引领下，观众们从“海洋地学之光”雕塑开始开启了认识可燃冰之旅。吴能友研究员首先介绍了自然资源部天然气水合物重点实验室的定位、研究方向，以及“多学科结合、多尺度融合、直接面向应用”的特色，目前实验室已经发展成为国际上重要的天然气水合物勘探开发研究核心基地之一。吴能友研究员向观众们预告了科技人员将通过声光电等高科技手段揭秘可燃冰、展示来自我国海域真实的可燃冰样品、进行可燃冰点燃实验等参观内容，让观众对接下来的旅程充满期待。

观众们跟随镜头最先进入的是水合物XRD（X射线粉晶衍射）和CT实验室，孟庆国老师首先通过形象的图片介绍了可燃冰微观晶体5种主要的笼形结构，这5种笼子按照一定的组合方式就形成了可燃冰I型、II型和H型三种典型的晶体结构类型。孟老师用科学小装置展示了光的衍射现象，每种晶体在X射线的照射下，都有形成专属于自己的衍射谱图，就像每个人的指纹一样。科学家就是用XRD仪器作为眼睛，去“观察”可燃冰的微观世界。接下来，李承峰老师用一张人手部的X射线透射光片介绍了医用CT探测人体内部构造的功能，实验室的X-CT也是一样的原理，它利用不同密度物质对X射线吸收能力的差异来探测可燃冰物质内部信息。李老师向观众展示了可燃冰在有孔虫腔体中、沉积物空隙中以及裂缝中分布的CT影像。

可燃冰笼形结构

纯有孔虫壳体介质中甲烷水合物生成前（a）和生成后（b）的微观分布图

甲烷水合物在南海沉积物中生长过程微观分布的CT图像

在NMR核磁共振实验室，孟庆国老师同样从医用核磁共振检测入手，介绍实验室利用核磁共振成像原理观察可燃冰分解过程。在声学和电学实验室，陈杰老师敲击岩心激发声波展示接收的波信号，赵金环博士用不同浓度的盐水点亮灯泡，这些简单而有趣的小实验帮助观众理解科学家应用超声波和电学成像法探测水合物的技术手段。

冰与水合物分解过程中的核磁共振图像变化

科技人员做声学与电学小实验

做完声学与电学小实验，最激动人心的时刻来了！李彦龙和孟庆国老师在低温实验室隆重地向大家展示了科学家们千辛万苦从海底采集的可燃冰样品，让大家见到了这位沉睡在海底的“神秘朋友”。除了展示自然条件形成的可燃冰样品，他们还介绍了实验室人工制备和保存可燃冰的方法，并在现场点燃了实验室特地为本次直播活动合成的可燃冰，熊熊火焰在“冰”上“跳舞”的奇观，让人叹为观止！李彦龙老师还用量筒中的沉积物做了水的渗流实验，生动直观地让观众认识到砂质沉积物和泥质沉积物不同的渗透能力，从而理解了在两种储层中开采可燃冰的难易程度。

科技人员为大家展示可燃冰样品并进行点火实验

点火实验结束之后，主持人带大家来到激光拉曼实验室，郝锡荦博士从天空为什么是蓝色的讲起，介绍空气中的氧气和氮气分子的瑞利散射现象，以及光的另一种特殊的散射现象-拉曼效应，正如每个人的指纹是不同的，不同的物质都有属于自己特征的拉曼光谱。正是利用这个原理，科学家用激光照射水合物样品，就可以鉴定水合物的类型。郝博士展示了南海和祁连山水合物样品的拉曼光谱，观众们也可以轻松地鉴别出二者的不同。

在低温扫描电子显微镜实验室，孙建业博士向大家展示了低温扫描电镜在水合物实验测试中的应用。同学们熟悉的光学显微镜一般最高能将样品表面放大到几百倍，而扫描电镜则可以放大到几千至上万倍，让科学家细致观察物质的微观表面形貌。我们虽然用肉眼看不到南海岩心样品中的水合物，而在低温扫描电镜下，可燃冰就清晰地呈现在我们眼前了。

低温扫描电镜下南海水合物微观形貌特征（分散型）

在黑暗的深海底部，没有阳光，却繁衍着大量的微生物，孕育着另一片生命的绿洲。在微生物实验室，李晶博士讲解了她培养和研究与甲烷关系密切的微生物-产甲烷菌和嗜甲烷菌的工作，原来研究这些细菌不仅可以深化我们对水合物成藏机理的认识，对它们进行DNA解码还可以为海底生态系统研究提供信息。

参观到这里，可燃冰的微观探测体验就告一段落了。主持人带领观众来到了冷泉研究室，徐翠玲博士介绍了海底冷泉的概念，冷泉探测标志，如声学剖面上的气泡羽状流、特征生物群落等，向观众展示了海底机器人抓取到的冷泉碳酸盐岩实物样品，冷泉周围生长的巨蛤、贻贝、管状蠕虫、盲虾、毛瓷蟹等生物，主持人代表观众和徐博士探讨了巨蛤能不能吃、为什么海底白色的生物居多等有趣的话题。

毛瓷蟹和贻贝                    管状蠕虫和盲虾

巨蛤

最后，观众随着镜头来到了地震数据处理中心，徐华宁主任用一段“海洋地质九号”实施地震测量的动画给观众介绍了如何利用地球物理方法快速寻找海底可燃冰藏，他展示了经过处理的赋存可燃冰地层的地震剖面，漂亮的剖面展示了科技人员高超的处理水平，赢得了网上同行的称赞。徐主任用通俗易懂的语言讲解了水合物储层的反射特征，他热情地鼓励观众认真听讲，成为一名水合物地震勘探小专家。

含水合物储层的BSR剖面

帅气的陈强博士是从事水合物试开采技术研究的专家，他用动画的形式向大家介绍了水合物开采方面存在的技术难题和破解方法，他自信的话语让我们对未来可燃冰的开发应用充满了信心。

水平多分支井试采工艺示意图

本次的“云上参观可燃冰实验室”让观众们行程满满，收获多多，大家走进各种各样的实验室，见识了各种各样先进的仪器设备，跟随科学家为可燃冰做了一个全面透彻的体检，了解了可燃冰是什么物质，可燃冰的结构、性质和形成条件，到哪里寻找可燃冰，用什么样的手段寻找以及怎样安全高效地开采可燃冰等科学知识。活动展示了我国海洋地质调查研究的创新性成果，展现了科学家风采，引发了网友对海洋科学、可燃冰的兴趣，让广大科技爱好者更加了解可燃冰这种新能源，唤起了大家关心海洋，保护海洋的责任感和意识，激发了大家参与探索海洋、建设海洋强国的决心。

本次活动中青岛海洋地质研究所首次在移动端开展移动场景大型科普直播，活动得到了青岛水族馆的大力支持，共吸引5万多观众在线收看，体现了青岛海洋科普联盟的组织力量，为联盟成员合作开拓海洋综合研学实践领域提供了优秀案例。