20世紀90年代，地球化學家芭芭拉·舍伍德·洛拉（Barbara Sherwood Lollar）曾深入加拿大安大略省北部的基德溪礦（Kidd Creek Mine）。這座礦井向下延伸超過3公里，直抵北美大陸古老的岩層深處。
在那裏，她和團隊發現了一批被困在地下超過10億年的水。更令人意外的是，這些遠古鹽水並非一片死寂，而是孕育着活的微生物。它們以氫氣為生，而這些氫氣正是由地下水與岩石發生反應產生的。
幾十年後，已經成為多倫多大學地球化學家的舍伍德·洛拉重新翻出了團隊當年的氫氣數據。她想知道：礦井裏的這些天然氫氣，究竟多到什麼程度？有沒有可能把它們利用起來，變成一種零碳燃料？
「如果我們能找來一群聰明人，想辦法把這些氫氣收集起來、真正用起來，那對這個剛剛起步的產業來說，就是一場勝利。」她說。
氫能一直被視為一種用途廣泛的清潔能源，但現實並不完美。目前大多數氫氣的生產過程會排放大量溫室氣體，而且制氫本身消耗的能量，往往還高於最終氫氣所能提供的能量。
如果能直接從地下開採已經天然生成的氫氣，情況就完全不同了。這種資源通常被稱為「地質氫」或「天然氫」。近年來，全球掀起了一輪尋找地下氫氣的勘探熱潮。這些氫氣通常通過兩種方式形成：一種是水分子與富含鐵的岩石發生化學反應，被分解並釋放出氫；另一種則與地下元素的放射性衰變有關，基德溪礦中的氫氣就屬於後一種情況。
如今，這場「地下尋氫」已經擴展到世界各地，也催生了數十家創業公司。其中包括澳大利亞公司 HyTerra，以及獲得比爾·蓋茨支持的 Koloma。兩家公司都在美國中西部展開勘探，希望鑽探到當地古老的海洋岩層，因為這類岩石被認為與天然氫的生成密切相關。
美國地質調查局的研究人員估算，地殼中可能存在數萬億噸氫氣。理論上，只要其中很小一部分能夠被經濟地開採出來，就足以滿足全球數百年的氫氣需求。但到目前為止，這場尋找天然氫的競賽還沒有迎來真正的突破。
全球尚未有人公開宣佈發現了具備商業開採價值的天然氫氣藏。與此同時，公開數據也非常有限。各家公司都在搶佔先機、爭奪融資，因此對於自己到底發現了多少氫氣，往往諱莫如深。基德溪礦則提供了一個難得的長期觀測樣本。
舍伍德·洛拉和同事奧利弗·沃爾（Oliver Warr）利用過去十多年積累的數據，重新評估了這裏的天然氫潛力。他們分析了礦井中35個鑽孔的長期監測記錄，發現每個鑽孔平均每年都會穩定釋放約8公斤氫氣。
如果把這個數字推算到基德溪礦超過1.4萬個鑽孔，那麼每年大約有140噸氫氣從礦井的通風系統中白白逸散出去。這項研究今年早些時候發表在《美國國家科學院院刊》上。
140噸氫氣當然談不上改變全球能源格局。但舍伍德·洛拉認為，如果能夠把這些氫氣全部收集起來，它至少可以成為一筆不容忽視的能源來源，甚至有望承擔礦區相當一部分的能源需求。
更重要的是，這可以成為一個現實世界裏的示範：地質氫不僅存在，而且真的有可能被收集、利用，並轉化成有價值的能源。
法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學地球化學家洛朗·特呂什（Laurent Truche）認為，基德溪礦的結果進一步證明，「天然氫的生成和遷移確實是現實存在的地質過程」。2024年，他所在的團隊曾報告，阿爾巴尼亞布爾奇澤（Bulqizë）鉻礦每年至少會釋放200噸氫氣。
在特呂什看來，現在真正需要回答的問題已經不是「天然氫到底存不存在」，而是：它能不能以穩定、可靠、經濟的方式大規模生產出來？
不過，要證明天然氫有商業價值，也未必一定要先找到一個巨型氫氣藏。另一條路線正在受到越來越多關注：與其被動尋找地下已經積累好的氫氣，不如主動讓岩石「制氫」。研究人員和創業公司正在嘗試向能夠天然產氫的反應性岩層中注入水、熱量或催化劑，從而人為加速地下的化學反應，提高氫氣生成速度。
（來源：麻省理工科技評論）
美國能源部高級研究計劃局已經資助了十多個類似項目，其目標相當激進：把天然產氫反應的速度提高1萬倍。按照研究人員的估算，如果能達到這個水平，人工刺激地下岩層制氫才有望具備商業競爭力。
今年早些時候，阿曼山區的一項實驗給這條路線帶來了一個令人興奮的信號。研究團隊在那裏鑽出了一口深約1公里的井，並向地下岩層注入了5萬立方米水。幾個月後，當他們重新打開井口時，大量氣體噴涌而出，其中約90%都是氫氣。
「氣體一直在往外冒。」英國南安普敦大學地球科學家喬·香農（Jo Shannon）今年5月在歐洲地球科學聯盟大會上介紹這一結果時說。不過，她也特別強調，這個結果雖然令人期待，卻遠遠談不上已經證明技術可行。目前仍有一連串關鍵問題沒有答案，比如：井裏冒出來的這些氫氣，究竟真的是注水之後新生成的，還是原本就已經存在於地下，只是被這次實驗釋放了出來？
