Несколько веков ученые спорят в вопросе о том, как появляется нефть. Исследователи до сих пор не пришли к единому мнению по этому поводу, однако две основные теории все же устоялись. Согласно первой, нефть имеет органическое происхождение, а второй — неорганическое,сообщает prodengi.kz со ссылкой на интернет-издание «БКС Мир инвестиций».
Фото: pixabay.com
Зерно споров не только в том, какие процессы должны произойти, чтобы образовалась нефть, но и в том, исчерпывается ли она. Так, сторонники органической теории предполагают, что на фоне быстротечности жизни человечества черное золото просто не успеет возобновиться естественным путем, а неорганической — что образования нефти можно будет не ждать миллионы лет, а восполнить.
Теория биогенного происхождения
Эта гипотеза гласит, что нефть появляется органически. Процесс этот делится на несколько условных этапов:
В течение миллионов лет на поверхности земли накапливаются в виде осадка останки животного и растительного происхождения. Этот процесс еще называют седиментогенез. Сверху с течением времени продолжают скапливаться новые слои, а потому постепенно осадки мигрируют вглубь земли, где разлагаются в среде с минимальным количеством кислорода. Этот этап называют диагенезом.
Формируется кероген — твердое органическое вещество в осадочных породах.
Так как осадки продолжают скапливаться сверху, нижние слои подвергаются давлению. Чем глубже располагается органический слой, тем выше давление и температура. В таких условиях кероген проходит этап катагенеза, то есть разрушается, но при этом образуются битум, нефть и газ.
Как и любая теория, биогенное происхождение нефти, с одной стороны, подтверждается некоторыми наблюдениями и выводами, а с другой — оставляет неотвеченными важные вопросы.
Например, исследования ученых показали, что в нефти действительно есть соединения-маркеры, распространенные в живой природе. В лабораторных условиях с помощью сильного повышения температуры удалось воспроизвести процесс превращения керогена в нефть всего за несколько часов. Для этого потребовалось нагреть его до 350°C, в то время как естественным путем он преобразовывается при 150°C в течение миллиона лет.
Но есть одно «но». Несмотря на успешное проведение экспериментов с керогеном, само его происхождение до сих пор вызывает вопросы — убедительных и обширных исследований на эту тему пока нет.
Также теория биогенного происхождения предполагает, что нефть можно найти на глубине от 1 до 7 км, так как именно здесь находятся осадочные породы. Это расположение еще называют нефтяным окном. Однако в реальности месторождения нефти в некоторых случаях обнаруживали не в них, а гораздо глубже. Ученые пока не нашли ответа на вопрос, почему так происходит.
Теория абиогенного происхождения
Согласно абиогенной теории происхождения нефти, это полезное ископаемое может появляться из неорганики. Предполагается, что для этого необходимы доноры углерода и водорода, которые образуют углеводород, а также особые условия окружающей среды, в том числе температура и давление, которые крайне проблематично, если вообще возможно, воссоздать в лабораторных условиях.
Например, еще в XIX веке эту теорию проверял Менделеев. Он предполагал, что в процессе горообразования по трещинам земной коры внутрь проникает вода, которая встречается с карбидами железа, а под действием высоких температур и давления преобразуется в оксиды железа и углеводороды. По тем же трещинам эти вещества поднимаются выше и насыщают пористые породы. Так, по его предположениям, и возникает нефть.
Менделеев ссылался на некоторые эксперименты в лаборатории, но, так как они происходили не в природе, их нельзя было считать достоверными, а потому неорганический принцип генезиса нефти долгие годы считался псевдонаучным.
Спустя многие годы свою лепту в этот вопрос внес технологический прогресс: появилось вероятное подтверждение теории химика — от астрофизиков. Ученым, изучающим спектры небесных тел, удалось выяснить, что в атмосфере крупных планет и в газовых оболочках комет есть соединения углерода с водородом. Это позволило предположить, что, если они есть в космосе, то и в природе Земли органические вещества могут синтезироваться неорганически.
В целом так и оказалось: ученые пришли к выводу, что газовые углеводороды, которые содержатся в нефти, могут появляться при температурах свыше 250 градусов из водорода в морской воде и углекислого газа в верхних слоях земной коры в океане. Такие углеводороды находят в подводных гейзерных выбросах. И это там, где нет никакого нефтяного или газового месторождения.
Углеводородные компоненты могут появляться из неорганических доноров углерода (например, карбонатов, углекислого газа, карбидов) и водорода (воды, гидридов и так далее). Они в большом количестве присутствуют в мантии Земли. Кстати, ученые смогли синтезировать и более тяжелые компоненты в составе нефти — например, бензол, гексадекан и другие.
А еще ученым удалось выяснить, что тяжелая нефть может быть на глубинах до 50 км, несмотря на теорию нефтяного окна, которая была описана выше. Так, в процессе бурения Кольской сверхглубокой скважины признаки углеводородов нашли на глубинах свыше 7 км.
Но в чем же тогда проблема, почему абиогенное происхождение нефти продолжает оставаться лишь теорией? Все дело в том, что конкретное объяснение, как в таком случае синтезируется нефть в природе, отсутствует.
На стыке обеих теорий
Некоторые ученые склонны верить, что как органические, так и неорганические процессы могут совместно синтезировать нефть. Эту гипотезу называют полигенезом.
Кратко ее суть заключается в том, что тяжелые компоненты нефти появляются органически, а легкие и газообразные углеводороды — результат неорганических процессов. Некоторые ученые после проведенного моделирования пришли к выводу, что биогенная или абиогенная теории по отдельности не дают понимания о том, как появляется нефть на разных глубинах.
Как и в других двух случаях, полигенез нефти ученым предстоит еще основательно изучить, потому что он оставляет множество вопросов без ответа.
Источник prodengi.kz