在过去的十亿年里，地球大陆地壳产生了大量氢气，理论上这些氢气足以支撑人类至少17万年的能源需求。对于致力于迈向低碳未来的世界而言，牛津大学、杜伦大学和多伦多大学研究人员的一项新发现，或许将成为改变游戏规则的关键。

研究人员已确定了地壳内形成天然氢所必需的特定地质条件。该研究主要作者、牛津大学克里斯·巴伦丁教授表示：“一个可重复的成功探索方案将开启一个具有商业竞争力的低碳氢源，这将显著促进能源转型。我们拥有丰富经验，有能力将这些要素结合，找到合适的方案。”

近期发现显示，全球许多地区可能存在氢气储层，有证据表明美国至少有30个州存在此类储层。不过，目前对于天然氢的存在地点和具体数量，人们的了解仍较为有限。

本研究详细阐述了制定有效的天然氢勘探方案所必需的因素。如同专家已制定出寻找氦气的策略一样，这项研究为氢能探索提供了一种“第一性原理”的方法。该“配方”考虑全面，包括氢气的生产速率、形成氢气的岩石类型和环境、氢气在地下的移动方式、氢气田形成的原因以及氢气流失的原因等。

此外，了解保存氢气的因素同样关键。该研究的合著者、多伦多大学的芭芭拉·舍伍德·洛拉尔教授称：“例如，我们知道地下微生物很容易以氢气为食。避免它们接触氢气的环境，对于在经济富集层中保存氢气至关重要。”

尽管此前存在一些猜测，但此项研究表明，天然氢的实际来源并不局限于地球的地幔。研究揭示，地壳内部各种常见的地质环境中都存在自然氢系统存在的必要条件。这些氢源形成时间跨度大，可能相对年轻(数百万年历史)，也可能非常古老(数亿年历史)，且分布在全球各地。

自然界中存在多种产生氢气的过程，其中一个基本过程是将水分解成氢气和氧气的化学反应。

如今，氢能产业规模已达1350亿美元，且需求预计将大幅增长，到2050年可能达到万亿美元的市场规模。目前，主要的氢气生产方法依赖于碳氢化合物，但这种方法会释放全球2.4%的二氧化碳排放量。

可靠的氢气供应对现代社会至关重要。它不仅是生产甲醇和氨(肥料的关键成分)等重要工业化学品的关键，还具有通过为汽车和发电提供动力，帮助人类摆脱对化石燃料依赖的潜力。

另外，GFZ亥姆霍兹地球科学中心的另一项研究表明，山脉可能含有大量天然氢储量。根据模型，深层地幔岩石接近地表的山脉区域是氢气生产的有希望地点，比利牛斯山脉、阿尔卑斯山脉和喜马拉雅山脉部分地区等山脉被认为是潜在的氢热点。

据悉，该研究结果已发表在《自然评论地球与环境》杂志上。