盡管氫的化學、生產和技術應用都是經過深入研究的科學領域，但對其在地質系統和自然界中的自由存在的深入了解仍然有限。有報告明確指出，“從地質學的角度來看，氫一直被人們忽視”。由于這一領域的知識有限（這可歸因于氫在自然界的出現被視為是的現象），人們一直在努力確保積累大量知識并了解自然界氫的出現機制。然而，為了了解氫在自然系統中的普遍性，根據不同地質構造中已報道的發現，強調自然界中天然氫的存在狀態。根據發現氫的地表條件或地下系統，根據主觀分類，自然界中氫的狀態不同。強調的是，地層的地質狀況會影響這些分類。在這方面，氫的存在形式有：(i) 游離自由氣體；(ii) 巖層中的一種成分；(iii) 水中的一種溶解氣體。本文將討論天然（白色）氫的這三種狀態，以便從更廣闊的視角了解氫在自然界中的存在。游離氫的發現可以追溯到遠古時代，由此產生的自然燃燒火焰已經持續了數千年。例如，土耳其 Chimaera 的氣體滲漏和菲律賓的 Los FuegosEternoa（又稱永恒火焰），這些地方的游離氫濃度高達 41.4 ~44.5%，這一濃度受到噴口性質的影響。游離氫主要存在于構造力促使大洋地殼向上移動到大陸邊緣的地區，這的表明了蛇綠巖中氫的來源。以包裹體形式存在的氫是指巖石樣本中含有氫氣，由于這些巖石樣本所處的地層，氫氣是一種封閉的氣體；在這種情況下，氣體被困在巖石孔隙內或吸附狀態。在菲律賓的贊巴萊斯，橄欖石樣本顯示其中存在氫氣。后，天然氫還存在于溶解的地下水中，主要是在近受到構造活動影響的地層中。例如，在斷裂帶和深層斷層中，地下水中的本底氫含量高達 1500 mL/L。1、氫氣作為游離的自由氣體
數千年來，自然界中一直存在游離狀態的氫氣。例如，在土耳其安塔利亞發現的氣體滲漏（如下圖2所示）由來自活躍氫氣噴口的濃度為 7.5~11.3% 的游離氫驅動的，表明氫氣在自然界中是一種游離氣體。據報道，這些氣體滲漏源是有機氣體、熱源氣體和非生物氣體的混合物，也是圣火持續燃燒 2500 多年的初來源，其火焰強度受季節變化的影響。氫氣作為游離氣體出現的另一個例子是在菲律賓的 “Los Fuegos Eternoa's”，也被稱為“永恒之火”。這些燃燒的氣體火焰已經活躍了兩個多世紀，據報道，其燃料是通過蛇綠巖化形成的濃度為 41.4~44.5% 的氫氣。在過去的 25 年中，這些噴口的氫氣濃度一直保持穩定。其他還有發現氫氣游離氣體的地方包括美國、新喀里多尼亞、波斯尼亞和黑塞哥維那以及阿曼。在其中一些地方，如阿曼的尼茲瓦，氫的濃度高達 99%。圖2：土耳其安塔利亞的天然氣滲漏在地質學方面，氫氣作為一種自由氣體，主要存在于世界上因構造力將海洋巖殼抬升到大陸邊緣表面的地區。這些地區被稱為蛇綠巖。由于蛇綠巖具有豐富的天然氫生產性質，很多人開始關注研究這些地層中是否存在氫，研究結果表明，產氫過程主要是由于蛇綠巖化。然而，其他地質特征也被確定為以無游離氣體形式存在的氫沉積。?這些地貌包括斷裂帶、洋中斷裂帶和含有前寒武紀巖石的地層（據報道，這些地層中的氫濃度高，可達 80%）。此外，其他特征還包括間歇泉和熱液系統、金伯利巖管、煤盆地和火成巖。這些地質特征位于深達 8.5 千米的超深井中。此外，其他含有游離氫氣體的地貌包括火山氣體（勘探金、鈾、鐵、汞、鎳、銅和其他多金屬礦的礦址）、石油和天然氣勘探地點以及沉積巖和鹽礦。在這些地貌中，沉積巖由于其等級中存在碳氫化合物而成為研究多的地貌；因此，這些地層中天然氫的不同位置已被確定。不過，有必要強調的是，氫作為一種游離氣體已在這些地層中被發現，而且大多數礦床都是在蛇綠巖中發現的。下圖3顯示了文獻中確定的世界各地不同空間位置的一些天然氫積聚點。圖3：天然氫氣以游離氣體形式聚集的地點2、作為內含（或夾雜）物的氫?在大多數自然系統中，氫并不像前面強調的那樣以游離氣體的形式存在；相反，由于氫在地質構造中的高擴散性，它以內含物的形式存在，這使得它在不同地質年代嵌入巖石中。這與氫氣通過地殼滲入地表的研究結果相吻合。在這種情況下，土壤樣本分析表明，堪薩斯州土壤中的氫濃度值高達 0.6% 。作為地質構造中的一種成分，氫被認為是不同巖層中的一種封閉氣體，這種巖層中會產生不同成分的氣體。與作為游離氣體存在的氫不同，作為夾雜物的氫較少被發現，這主要由于該領域的勘探和研究有限。在一些地質構造和地貌中發現了包含體狀態的氫，例如蛇綠巖、超基性巖和從裂谷帶（如海洋裂谷帶）提取的礦物（氫濃度高達 45%）。此外，發現氫氣作為封閉氣體的其他礦藏還包括前寒武紀的地質巖石、火成巖（花崗巖中的氫氣濃度高達 99%）和火山巖（在這種情況下，脫氣巖石樣本中的氫氣濃度約為 45%）。此外，在金伯利巖、從礦井中提取的礦物以及其他礦體（如金、鎳、鉻、鐵和其他多金屬礦）中也發現了隱蔽的氫。3、地下水中溶解的氫在自然界中，據報告，在近發生過地質構造活動的一些地方，地下水中存在氫。據報道，在原蘇聯的一個營地就出現過這樣的情況，當時對該營地的 2000 多個水樣進行了分析。在這種情況下，2215 份地下水分析結果表明，地下水中的氫濃度從 50 毫升/升到高達 1500 毫升/升不等，尤其是在有深斷層和裂谷的地質構造中。西西伯利亞的地下水樣本顯示，隨著含水層深度的增加，氫濃度也在增加（15% 的分析樣本顯示存在氫）。相比之下，烏克蘭克里米亞地區也出現了類似的氫濃度隨含水層深度增加而增加的趨勢（氫濃度范圍為 0.2 ~53.6%）--在這種情況下，氫濃度隨溶解鐵含量增加而增加。在南非 24 口深層含鹽非金屬斷裂含水層水井中發現的氫也有類似的趨勢。在這種情況下，隨著深度的增加氫濃度也在增加。同樣，在愛達荷州上新世時期火山口地質構造中的水井采集的樣本中，也記錄了溶解在水中的氫。盡管在地下水中發現了氫，但近來也有水樣中未發現氫的報告。例如，有報告說天然泉水中沒有發現氫。不過，強調的是，近的這些發現并不能否定地下水中存在溶解態氫的說法；相反，這可能是由于人們沒有注意對這些地下水系統中的氫進行取樣。