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天然气水合物完全是以一种不经意的姿态走到人类面前。它们的外表面是脏兮兮的冰，里面是被困的甲烷分子。当用点燃的火柴接近它们时，甲烷瞬间燃烧，迸出明亮的火焰。

笼形水合物（Clathrate hydrates）是以水为基础的晶体，外型看起来像冰。水分子的氢键间构成了“笼形”结构，非极性的分子（通常为气体分子，甲烷是其中的一种）被困在其中。换言之，笼形水合物是一种“笼形”混合物——此混合物中的“主人”是水分子，“客人”通常是气体分子。如果没有被困的气体分子的支持，外部的“笼形”结构就会崩塌，变成普通的冰或是液态水。

同所有的天然气一样，天然气水合物的形成亦始于植物的腐烂。植物死亡后，甲烷从它们腐败的“尸身”溢出，渗透进多孔的岩石之中。如果条件合适——温度接近0℃，压强约为50个标准大气压——冰晶就会形成，甲烷就会被包围在晶体的内部。具备这样的条件的地方大致有两处：一是冻土层内部或冻土层之下，二是大陆架海床的下方（深度通常为200～400米）。2000年，加拿大温哥华岛的渔民从海底掘出了1吨重的天然气水合物，因为不知它为何物，渔民们很快就把那嘶嘶作响的大块固体倾倒回海洋。