Разрешение спора в вопросе происхождения нефти
Биогенной теории в вопросе о возникновении нефти в 19-м веке придерживались многие ученые. Один из них Губкин И.М. в своей книге подвел итог имеющимся в то время фактам ее органического возникновения.
В своих исследованиях Губкин использовал битуминозный ил сапропель, который в прибрежной полосе накапливается довольно быстро. Спустя небольшой промежуток времени органические остатки перекрываются молодыми отложениями, и дальнейшие процессы идут без доступа кислорода. Постепенно пласт под воздействием тектонических перемещений и нароста «молодняка» погружается на глубину, где происходит процесс катагенеза – увеличения давления и температуры, что в итоге приводит к образованию нефтепродукта.
На сегодняшний день выделяют 5 основных этапов образования нефти из органики.
- В образующийся иловый осадок вносятся органические вещества, синтезированные живыми организмами, с содержанием небольшого количества углеводородного газа.
- Осадок на дне уплотняется и частично обезвоживается, часть преобразованного вещества подвергается процессам разложения с выделением диоксидов сероводорода, аммиака, углерода и метана.
- Вследствие сравнительно невысокой температуры – порядка 50 градусов по Цельсию, биохимические процессы на данной глубине становятся менее активными.
- Осадок уходит на глубину до 4 км, где температура увеличивается до 150°C. Происходит отгонка углеводородов в пласт, которые, попадая в проницаемые породы-колодцы, образуют залежи нефти.
- Достигая глубины 4,5 км и температуры более 180°C выделение нефти из органического вещества прекращается, образуется только газ.
Один из естествоиспытателей, изучающих процессы возникновения нефти – А.А. Воробьев, высказал предположение о роли электрических процессов в развитии планеты. По мнению ученого, горные породы, по сравнению с воздушной оболочкой планеты, обладают большими диэлектрическими свойствами, поэтому грозы могут происходить не только над землей, но и под ней. За счет сильных электрических разрядов образуются частицы плазмы с высокой химической активностью, что дает возможность протекания реакций, невыполнимых при обычных условиях. Выделяющийся метан под воздействием подземного разряда может подвергаться частичному дегидрированию. В результате формируются свободные углеводородные радикалы, которые, соединяясь между собой, образуют компоненты, входящие в химический состав нефти – этилен, ацетилен и др. Согласно рассуждениям Воробьева, механизмом электризации пород в процессе движения земной коры является трение в зонах их контактирования. В результате таких процессов механическая энергия преобразуется в электрическую.
Невероятные умозаключения Воробьева неожиданно нашли подтверждение у геологов. Оказывается, формы облаков над разломами земной коры отличаются от мест, где такового явления не наблюдается, а приборы указывают на увеличение в данных точках электропроводимости.
Согласно другой гипотезе, нефть образуется из органических пластов, затянутых в зоны сдвига океанической и континентальной плит. Под тяжестью наползающего литосферного выступа углеводороды могут выжиматься и перемещаться в сторону надвига, образуя большие месторождения нефти на достаточно небольших территориях, как, например, в области Персидского залива.
Еще одна теория предполагает возникновение нефти в результате переработки и образования углеводородов в мантии, которые впоследствии под действием геотермальных вод выбрасываются в верхние пласты земной коры. Теоретические факты формирования нефти в результате тектоники плит нашли практическое подтверждение. В частности, в США ведется бурение в районе Скалистых гор, где были обнаружены месторождения газа и нефти, которых по классическим меркам быть здесь не должно. При нефтяном поиске сначала были обнаружены чередующиеся пласты пород разных геологических периодов. Но этому нашлось простое объяснение: гранитная плита надвинулась на осадочные слои. При дальнейшем бурении на расстоянии 5,5 км от поверхности земли были обнаружены огромные залежи газа.
Как происходит кругооборот углерода?
Обе теории возникновения нефти имеют право на свое существование, поскольку в их основе лежат не только логические умозаключения, но и на факты. Казалось бы, какие еще могут быть вопросы? На этот счет геолог В.П. Гаврилов предложил проследить, как происходит в природе круговорот углерода. Первую попытку предпринял еще В.И. Вернадский, предположив, что соединения углерода в составе нефти, угля и других горных пород, являются одним из элементов геохимической системы круговорота, происходящего в земной коре.
Таким соединением является углерод, масса которого в атмосфере составляет 400 млрд. тонн. Ежегодно из воздушной оболочки поглощается более 800 млрд. данного вещества, и если бы в природе не было кругооборота, то всего за несколько тысячелетий он бы полностью исчез.
В воздушной оболочке Земли содержится и метан, примерно 5 млрд. тонн. Его молекула может существовать порядка 5 лет, получается для пополнения запасов ежегодно в атмосферу должно поступать порядка 1 млрд. тонн этого газа, что в принципе, и происходит за счет «газового дыхания планеты».
Если предположить, что углеродный цикл осуществляется без пополнения запасов, то уже максимум через 100 тысяч лет весь резерв атмосферы исчерпался бы, но этого не происходит. Значит, запасы углерода постоянно пополняются, и основными источниками являются космическое пространство и мантия планеты. Из космоса углерод поставляется за счет метеоритного вещества, правда сейчас, эти «поставки» незначительны. Из мантии Земли – за счет извержения вулканов и дегазации недр в периоды перемещения плит.
Получается, правы и органики, и неорганики, но поскольку пока нет четкой ясности, исследования ведутся и сейчас. Что же касается поисков нефти – нужно использовать весь арсенал знаний, которыми сегодня располагает современная наука, и тогда успех обязательно придет.