对于人类而言，氢是一种优质燃料，原因主要有两方面。其一，氢燃料十分 “清洁”，氢在空气中燃烧仅生成水；其二，氢的热值相对较高，数据显示，燃烧 1 克氢气释放出的热量约为 143 千焦，大约是汽油热值的 3 倍。
然而，就目前情况来看，人类无法从自然界中大规模获取现成的氢燃料，而人工制备氢燃料，又面临成本过高、过程复杂等一系列问题。不过，近日发表在《科学进展》上的一项研究表明，这种尴尬局面有望在未来得到改变，因为研究人员在地球深处发现了大量的优质燃料 —— 氢气，估计储量可达 5.6 万亿吨。
科学家其实早已发现，地球深处会源源不断地产生氢气，简单来讲，它们主要来自于 “水 – 岩反应” 和 “地幔脱气”。前者是地球深处的镁铁质矿物与水在高压高温环境下发生反应时生成；而后者则是地球深部地幔中的原始氢元素，通过火山活动或地幔柱等地质过程释放到地表或地壳浅部。
由于氢气的分子量极小，它们很容易通过岩石的细微缝隙逸散至大气层。因此，在过去很长一段时间里，科学家都普遍认为，氢气几乎不可能在地球深处大规模地聚集。但近些年来的几次意外发现打破了这一旧有观念。例如，在 2018 年，科学家在西非的一处地下储层中，发现了大量天然存在的氢气，在此之后不久，阿尔巴尼亚的一座矿井中也找到了类似的储层。这意味着，地球深处的氢气并非完全像此前想象的那样容易逸散，而是可能被封存在某些特殊的地质环境中。
在接下来的时间里，为了寻找更多实际证据，科学家开始在全球范围内寻找地下氢气的 “藏身之地”，大洋中脊、裂谷带和火山活跃区成了重点研究区域，因为这些区域的地质活动为水和岩石的接触提供了良好条件，同时也是地幔气体释放的重要通道。除了直接寻找氢气，科学家还用地震波技术分析地下岩石的特性，因为地震波在通过储气岩层时会发生微妙的速度变化，这种变化可以帮助科学家间接推测地下是否存在氢气储层。此外，他们还通过检测地表的氢气微量逸散，反推出地下可能的储气点。
随着时间推移，相关的数据越来越多，科学家发现，地球深处确实存在大量氢气。在此次研究中，研究人员综合了大量已知的数据，建立起计算机模型，并以此来估算其储量。简单来讲，该模型考虑了以下 3 个因素：一是氢气生成速率，研究人员估算了地球深部氢气的自然生成速度，这主要基于 “水 – 岩反应” 和 “地幔脱气” 产生氢气的速率；二是储层的封存能力，模型模拟了不同类型岩层的密封效果，计算出哪些氢气能够长期储存；三是泄漏损失率，考虑到一些氢气可能已经逸散到大气中，研究人员扣除了这部分的潜在损失。经过大量模拟之后，该研究团队最终得出一个最符合实际情况的平均值 ——5.6 万亿吨。以人类当前的能量消耗水平来计算，如此多的氢气，足够人类用 1 万年。
当然，这只是纯数字上的计算。实际上，根据此次研究结果，尽管氢气在地球深处确实大量存在，但以人类目前的技术来讲，它们中的绝大部分都没办法开采，而人类能够开采的，只有 2% 左右。不过，仅仅是这些氢气，也够人类用 200 年了（以人类当前的能量消耗水平来计算）。可以想象，这样的情况应该只是暂时的。或许我们可以乐观地认为，随着技术的不断进步，在不太遥远的未来，人类就有能力从地球深处开采出更多的氢气，而这种优质燃料的大量使用，无疑会为人类文明的可持续发展打下良好的基础。
