Откуда на Земле появилась нефть. Откуда на земле нефть


Откуда нефть на Земле.

Первый эксперимент, поставленный в Якутске, вошел в историю науки. Разбирая его, наверное, будут удивляться простоте и лаконизму. Он был подобен меткой реплике в горячем споре. Добавим, в вековом споре — откуда нефть на Земле! Проводивший эксперимент доктор химических наук П. Царев потом с улыбкой заметит, мол, самому трудно примириться, что в таком деле понадобилось оборудование не сложнее школьного.

..В две одинаковые камеры размером со средний аптекарский пузырек насыпали смесь песка, глины и низкосортного размолотого угля. Смесь эта моделировала горную породу, вмещающую органическое вещество — уголь. Сверху содержимое камер придавили утяжеленными штоками, имитировавшими горное давление. Температуру на весь опыт задали самую рядовую — 20 градусов Цельсия, она не только вполне комфортна для нас с вами, но и обычна для самых верхних земных слоев. Кроме того, на один из образцов действовала и динамическая нагрузка. Примитивный магнитострикционный излучатель, работавший с частотой до 30 герц, «тряс» камеру, моделируя естественную тектоническую и сейсмическую активность.

Земные недра справедливо сравнивают с грандиозным химическим реактором, в чреве которого рождаются тысячи всевозможных веществ и минералов. Во многом мы и живем и строим свое благополучие, более или менее умело пользуясь его продуктами. Что интересного сварит он (то есть его модель) на сей раз?

Эксперимент был рассчитан на несколько месяцев.

Нельзя сказать, что результат его стал полной неожиданностью. Все эти бесконечно тянувшиеся дни, недели и месяцы те, кто задумывал и ставил эксперимент, представляли его исход именно таким. И все-таки пове­рить сто раз перепроверенным спек­трометрам поначалу было трудно. Они бесстрастно свидетельствовали нечто противозаконное: в «сейсмоактивной» камере сварилась нефть! При комнатной температуре!.. Пусть всего лишь крохи, доли процента от массы образца. Но сути количествен­ная сторона не меняла: в необычай­но, даже невероятно мягких условиях явственно шел процесс рождения нефти. И виновником его, без сомне­ния, был лабораторный имитатор зем­летрясений. В контрольной камере и через полгода ничего не сварилось...

По меньшей мере уже два столетия научному спору о происхождении нефти. Великий М. В. Ломоносов, как полагают, один из первых высказал­ся за ее органическое начало: «Вы­гоняется подземным жаром из при­уготовляющихся каменных углей оная бурая и черная масляная материя и вступает в разные расселины и поло­сти сухие и влажные, водами напол­ненные, подобно как при перегонке бывает такого масла в приложенную в подставленном стеклянном сосуде воду».

Другой великий наш соотечествен­ник— Д. И. Менделеев—в 1877 го­ду, напротив, экспериментально пока­зал возможность неорганического синтеза нефти в глубинных слоях Зем­ли, где достаточно высока темпера­тура.

С тех пор сменилось много поколе­ний ученых, ставивших себе задачу разгадать тайну нефти и дать тем са­мым наиболее точные ориентиры для ее поиска. В разное время сильные подкрепления получали то органиче­ская, то неорганическая гипотезы. Но единого, однозначно доказанно­го мнения так и не сложилось.

По-прежнему на обсуждении две взаимоисключающие концепции. Од­на — нефть происходит из органиче­ского вещества в осадочных толщах земной коры, другая — углеводоро­ды синтезируются из неорганических веществ (карбонатов, СО2 и др.) на больших глубинах в мантии при тем­пературе выше 1000 градусов Цель­сия и давлении в десятки кбар.

Неорганическая гипотеза сегодня наиболее уязвима. Скажем, при температурах в сотни градусов и доста­точно высоких давлениях, все углево­дороды, кроме метана, неустойчивы и разлагаются на углерод, водород и метан. Поэтому, если в мантии и синтезируются углеводороды, то, поднимаясь в земную кору, они должны неизбежно разрушаться уже в нижних ее горизонтах, где темпе­ратура превышает 250—300 градусов.

Есть слабые места и у органиче­ской гипотезы. Она, например, бес­сильна объяснить существование ги­гантских скоплений углеводородов с запасами в сотни миллиардов тонн в Атабаске, бассейне реки Ориноко и в других районах. Органического вещества, содержащегося в осадоч­ных породах, там явно недостаточ­но для образования столь грандиоз­ных залежей.

Но главный парадокс в другом. За многие десятилетия накоплен громад­ный материал по геохимии органи­ческого вещества осадочных пород. Он детальнейшим образом проана­лизирован. Вывод неоспорим: про­цессы нефтеобразования из рассе­янного органического вещества долж­ны начинаться и происходить при тем­пературах ниже 100 градусов Цель­сия. Собственно, здесь и спорить не­возможно — основная доля мировых запасов нефти открыта как раз в гор­ных породах, температура которых меньше 100 градусов. Для многих из подобных месторождений доказа­но, что участки осадочного чехла, к которому они приурочены, никогда не находились в зоне более высоких температур. То есть тамошняя нефть не могла, образно говоря, просто на­течь подземными руслами из более горячих мест...

Все так. Да только, как ни изощ­рялись ученые, не идет синтез нефти при столь мягких температурах даже в лабораторных экспериментах! Больше того, советский ученый Э. Га- лимов доказал, что при температурах меньше 100 градусов химические ре­акции, ведущие к образованию нефти, идти попросту не могут, они тер­модинамически невыгодны...

Ситуация: нефть есть, она образу­ется, только, с точки зрения химии, каким-то противозаконным образом.

Логика подсказывала простую мысль: в деле глобальной варки неф­ти у подземного тепла должен быть весьма деятельный помощник. Ка­кой? Где силы, способные стимулиро­вать работу подземного реактора?

Новая гипотеза вряд ли бы состоя­лась без тесного содружества геоло­гов, механиков, химиков. Можно даже сказать, что идеям геологов приш­лось дождаться рождения новой вет­ви химической науки — механохимии. Она-то и пояснила возможную роль могучих механических напряжений в глобальном реакторе. Сейсмотекто­ника, как оказалось, может вызывать в горных породах формирование и миграцию внутренних дефектов, акти­вацию поверхностей зерен, разрывы межмолекулярных и межатомных связей... В результате возникают так называемые активные центры, дейст­вующие подобно уникальным катали­заторам. Они заставляют идти хими­ческие реакции, которые не подчи­няются законам классической термо­динамики. В ходе их механическая энергия непосредственно переходит в химическую — причем фактически без тепловых потерь.

Так сформировалась гипотеза, для проверки которой в Институте физико-технических проблем Севера Якут­ского филиала СО АН СССР под ру­ководством академиков А. Трофимука и Н. Черского в 1975 году нача­лись экспериментальные исследова­ния.

За первым удачным опытом, о кото­ром мы уже знаем, последовали но­вые. Все яснее становилась природа действия замечательного союза меха­нических и химических сил, открыва­лись пути к совершенно новым пред­ставлениям.

Упругие волны порождают в горных породах множество разнообразных

физико-химических процессов, обусловленных разрывом межмолекуляр­ных и межатомных связей. Например, в экспериментах облучение образ­цов приводило к ускорению в них диффузии в 40—50 раз, увеличению проницаемости пород для воды и нефти в 70 раз. Получалось, что сей­смические и тектонические процессы не только активнейшим образом по­могают подземной варке нефти, но и в сотни, тысячи раз ускоряют ее передвижение, накопление в зале­жах!

А что геологические факты? Они также свидетельствовали в пользу новых представлений, подтверждая их на примере Саян, Карпат, Кавка­за, юга Якутии, Забайкалья... В райо­нах, где высока сейсмотектоническая активность, нефть находят даже в сотне-другой метров от поверхности.

Итак, извечная проблема происхож­дения нефти предстала в совершен­но неожиданном ракурсе. В корне менялись представления об исходных веществах и механизмах нефтеобразования. Открылась возможность прогнозировать запасы нефти и газа в тех слоях земной коры, которые раньше считали бесперспективными. Геофизики, изучая ее строение, выде­лили в породах фундамента (верхняя треть) так называемый горизонт А, залегающий на глубинах 6 — 33 кило­метра. В его пределах породы нахо­дятся в квазипластическом состоянии. Выше расположен горизонт, который авторы открытия условно обозначи­ли Г. Многим замечателен этот гори­зонт. При переходе к нему скачкооб­разно падает плотность пород, ско­рость распространения упругих волн, снижаются внутренние напряжения. Здесь же — активнейшие очаги зем­летрясений. Горизонт Г служит поэто­му своеобразным волноводом, опоя­сывающим земной шар. Согласно гео­физическим данным он залегает на глубине 5 и более километров, сред­няя мощность — 6 километров, а раз­меры слагающих его блоков лежат в пределах 50—100 километров. Важ­ные сведения о слое Г дала прон­зившая его Кольская сверхглубокая скважина. Оказалось, что сложен он сильно нарушенными породами, раз­битыми многочисленными трещина­ми. А перекрывают и подстилают этот слой, напротив, породы довольно мо­нолитные... Дополним сведения гео­физиков результатами якутских экс­периментов, и слой Г предстанет поч­ти идеальной природной скороваркой для нефти!

Исходные вещества? Углеродсодержащих пород там сколько угодно. Есть очаги землетрясений — значит, идет постоянная «подзарядка» гор­ных пород. Их трещиноватость обес­печивает благоприятнейшие условия для циркуляции флюидов под дейст­вием температурных и механических полей, силы тяжести. Словом, налицо принципиально новый объект для по­исков залежей углеводородов. При­чем залежей, сравнительно близких к земной поверхности, доступных се­годняшней буровой технике.

Comments:

< Предыдущая Следующая >
 

www.pavelin.ru

Откуда на Земле берется нефть

Откуда на Земле берется нефть Нефть справедливо называют «черным золотом». Топливо и смазка для машин, многие медикаменты и кремы, осветительные и моющие средства, пластмассы и искусственный каучук, растворители, краски и сотни других материалов изготовляют из нефти и продуктов ее переработки. Уже несколько тысяч лет назад люди научились использовать нефть для топливных и строительных нужд. Первые попытки ее переработки относятся к XVIII веку. Однако интенсивная, из года в год увеличивающаяся добыча нефти началась всего сто лет назад. С того времени из недр земли извлечено и переработано более пяти миллиардов тонн этой поистине чудесной жидкости. Каковы же запасы нефти? Исчерпаемы ли они в близком будущем? На эти важные вопросы до сих пор нельзя дать определенного ответа. Во многом это объясняется тем, что наукой еще окончательно не решена проблема происхождения нефти. Выясняя этот вопрос, ученые столкнулись с огромными трудностями. В настоящее время считается общепринятым взгляд, согласно которому исходным материалом для образования всех битумов, включая нефть и нефтяной газ, является органическое вещество, в состав которого входят смешанные остатки растительных и животных организмов; в нефтеобразовании принимают участие также минеральные вещества земной коры, взаимодействующие с органическими остатками. В пользу этой точки зрения говорят многие факты. Экспериментально доказано, что жиры, белки, углеводы, входящие в состав животных и растительных организмов, при соответствующих условиях могут быть превращены в углеводороды. Элементарный состав нефти характеризуется преобладанием углерода (по весу 84—86 процентов) и водорода (12—14 процентов) и незначительным содержанием серы, азота, кислорода и др. Все эти элементы входят и в состав тканей животных и растений, с тем, однако, различием, что в них имеется гораздо больше азота (в белке) и кислорода, чем в нефти. Исследования состава органического вещества современных морских осадков, произведенные в последнее десятилетие в широких масштабах, дали чрезвычайно интересные результаты. Они доказали наличие процессов нефтеобразования в современных морских бассейнах. В составе битумной части органического вещества осадков Каспийского и Черного морей, Мексиканского залива обнаружены близкие к нефти, преимущественно жидюие, метановонафтеновые и, в меньшем количестве, ароматические углеводороды. Они могли образоваться в этих осадках только из некогда живших здесь организмов. Но сосредоточенное накопление органических веществ на суше или в воде — не единственное условие образования нефти. При доступе воздуха и воды преобладают процессы окисления. Для образования же нефти требуются такие условия, при которых, наоборот, происходило бы отнятие кислорода. Такие условия наступают лишь в том случае, когда на слой разлагающихся остатков организмов, смешанных с минеральными осадками, продолжают напластовываться все новые слои биогенного (т. е. имеющего органическое происхождение) ила. В его битумной части увеличивается содержание углерода, уменьшается процент жирных кислот и других содержащих кислород промежуточных продуктов (например, спиртов, альдегидов и др.). Таким образом, даже в ранних стадиях диагенеза (процесса преобразования рыхлых отложений на дне водных бассейнов) происходит образование углеводородов, составляющих нефть. Исследование изотопа радиоактивного углерода современных и очень молодых осадков показало, что их возраст лежит в пределах 9—14 тысяч лет, то есть совпадает с геологическим возрастом отложений, содержащих эти углеводороды. Плотное перекрытие органического вещества и промежуточных продуктов его распада происходит в результате размыва суши, создания осадочных пород и др. Образовавшийся же комплекс органического материала, смешанного с минеральными породами, затем покрывается другими слоями земли. Это происходит в процессе длительного (на протяжении геологических эпох) погружения дна водных бассейнов. Непроницаемые для воды и воздуха слои полностью предохраняют комплекс органических веществ от действия кислорода. Азотистые соединения (из белка организмов) способствуют созданию восстановительной среды. Повышенные температура и давление, возникающие при опускании слоев вглубь земли, также благоприятствуют образованию углеводородов из промежуточных продуктов распада органических веществ. И все же углеводороды и другие составные части нефти, распыленные в массе илистой породы,— это еще не та внешне сравнительно однородная текучая жидкость, которая известна под названием нефти. Образовавшаяся битумная масса, близкая по составу к нефти, претерпевает дальнейшие качественные изменения при ее подземном перемещении в хорошо проницаемые крупнозернистые породы или породы с повышенной трещиноватостью. В них обычно и обнаруживают нефтяные залежи. Эти изменения происходят под физико-химическим воздействием (адсорбция, катализ) окружающей минеральной среды, а также вследствие непрерывного химического взаимодействия разнообразных составных частей нефти с этой средой и между собой. Условия для образования нефти, создаваемые природой, исключительно разнообразны. Отдельные звенья только что описанной сложной цепи возможных стадий и условии преобразования органических веществ в нефть еще не раскрыты наукой. Природные запасы нефти значительны и выявлены далеко еще не полностью. Однако несомненно также, что образование нефти в природе происходит неизмеримо медленнее, чем растут потребности в ней и ее добыча. Поэтому индустриальные страны мира уже встали на путь искусственного изготовления заменителей нефти в промышленных масштабах. Точное знание характера и условий образования природной нефти поможет более совершенным способом производить синтетическое топливо.

ok.ru

Откуда на Земле появилась нефть

Является ли нефть останками мертвых динозавров? Нет, но загадка ее происхождения весьма интересна.

Общепринятая теория состоит в том, что нынешние запасы нефти происходят из органических материалов, существовавших за миллионы лет до того, как на Земле появились динозавры. Около 300 млн лет назад мертвые органические материалы, такие как зоопланктон и водоросли, скапливались на дне морей и океанов, где не могли разлагаться. Органика превратилась в кероген, который со временем при высокой температуре и давлении стал нефтью.

В этой инфографике мы подробно рассмотрим процесс возникновения «черного золота», а также расскажем о его применении и истории.

Вспомните новость: Цена нефти показала рекордный рост за три месяца

Откуда взялась нефть — альтернативная теория

Упомянутая выше теория органического происхождения нефти объясняет появление большинства месторождений на Земле, однако уже более века существует альтернативная теория. И если она подтвердится, наше отношение к миру и природным ресурсам полностью изменится.

Согласно теории абиотической нефти, некоторая часть нефти возникла из неорганических материалов. Другими словами, она зародилась в результате естественных процессов в глубине земной коры или была занесена на планету метеоритами. Откровенно говоря, уже известно о существовании углеводородов в космосе, хотя органических материалов там нет. В 2009 году было доказано, что этан и более тяжелые углеводороды могут быть синтезированы в условиях температуры и давления, характерных для верхних слоев мантии планеты.

Так в чем же недостаток теории? Дело в том, что до сих пор на Земле не обнаружили ни одного месторождения абиотической нефти. Кроме того, с помощью абиотической теории геологи не было сделано ни одного открытия, и многие постулаты альтернативной теории сегодня признаются лженаукой.

На данный момент эта теория — всего лишь любопытная, но не нашедшая подтверждения гипотеза.

Згадайте новину: Ціни на нафту пішли у круте піке, але українські АЗС продовжують це ігнорувати – огляд і прогноз ринку нафти і пального

Источник: Insider.pro

Вспомните новость: Почему не дешевеет бензин в Украине, если цена на нефть уже ниже 32 долларов за барель?

Оцініть матеріал:

protocol.ua

Откуда на Земле взялась нефть?

 

Сегодня большинство ученых считает, что нефть имеет биогенное происхождение. Иначе говоря, нефть образовалась из продуктов распада мелких организмов животных и растений (планктона), живших миллионы лет назад. Старейшие месторождения нефти были образованы 600 млн. лет назад.

В то время большая часть Земли была покрыта водой. Живые организмы после смерти опускались на дно древних морей и заливов и покрывались илом, песком и слоями последующих отложений. Эти отложения постепенно уплотнялись, обезвоживались и опускались все ниже. При этом давление и температура в этих отложениях увеличивались. Под воздействием анаэробных бактерий (то есть бактерий, способных жить без доступа кислорода), из органического вещества стали образовываться углеводороды, собиравшиеся в маленькие маслянистые капельки. К сожалению, ученые пока не могут точно ответить на вопрос, какие именно процессы в органических отложениях привели к образованию нефти.

Важно понимать, что углеводороды не лежали под землей в виде озер нефти. Они были смешаны с водой и песком, которые постепенно просачивались сквозь пористые слои песчаников и известняков вместе с пузырьками газа. Часто смесь продвигалась сквозь породы под воздействием высокого давления. Нефть и газ просачивались в пустоты между частицами осадочных пород, как вода проходит в губку. Рано или поздно на пути нефти и газа попадался слой породы, сквозь который они не могли просочиться, - непроницаемой породы, не имевшей пор или трещин, - и таким образом, они оказывались в геологической "ловушке".

Пока шел процесс образования нефти, Земля тоже менялась. Происходили движения земной коры, разломы и соединения массивов. Эти процессы формировали различные типы нефтяных геологических "ловушек".

Мы знаем, что состав нефти, найденной в разных точках земного шара, сильно различается. Это объясняют разницей в реакциях, происходивших при образовании нефти или разными видами растений и животных, из организмов которых она формировалась.

Запасы нефти исчисляются сотнями миллиардов тонн, и распространена она повсеместно, на суше и на море. То, что лежало на поверхности, давно использовано, и теперь нефть добывают с глубин 2-4 и более километров. Но еще глубже ее еще больше, просто оттуда добывать ее пока экономически невыгодно, то есть дорого.

А знаете ли вы...

Первым догадку о происхождении нефти из органического вещества высказал русский ученый Михайло Васильевич Ломоносов в своем труде «О слоях земных» (1763)

 

< Предыдущая Следующая >
 

www.foto-sobitiya-planeti.ru