космическая теория происхождения нефти. Космическая теория возникновения нефти


Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?Большая советская энциклопедия сообщает о нефти следующее: "Нефть – горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространённая в осадочной оболочке Земли, являющаяся важнейшим полезным ископаемым.

Нефть состоит из различных углеводородов (алканов, циклоалканов, аренов-ароматических углеводородов – и их гибридов) и соединений, содержащих, помимо углерода и водорода, кислород, серу и азот». Авторы книги "Нефть вчера и сегодня» подчёркивают: "… Химический состав нефти не даёт ответа на вопрос о её происхождении.

Анализ геологических условий распределения нефти в земной коре тоже не проясняет вопроса». Нет объяснения и тому, как образовались органические вещества в подземных водах, которых, по подсчётам гидрогеолога В.М. Швеца, несколько триллионов тонн. А это в десятки раз больше всех предполагаемых запасов нефти на Земле. Все органические вещества в недрах Земли, включая и нефть, "родственники», происхождение у них должно быть в чём-то общее. Но в чём эта общность?

М. В. Ломоносов в 1763 г. высказал предположение о происхождении нефти из растительных остатков, подвергшихся обугливанию и давлению в земных слоях.

Теорию абиогенного происхождения нефти предложил Александр Гумбольдт в 1804 г. Он утверждал, что нефть выходит с большой глубины оттуда, где проявляют себя вулканические силы.

Химик М. Бертло в 1866 г. высказал предположение, что нефть образуется в недрах Земли при воздействии углекислоты на щелочные металлы. В 1871 химик Г. Биассон выступил с идеей о происхождении нефти путём взаимодействия воды, углекислого газа, сероводорода с раскалённым железом.

В. Д. Соколов в1889 г. предложил гипотезу космического происхождения нефти, согласно которой исходным материалом для возникновения нефти служили углеводороды, содержавшиеся в газовой оболочке Земли ещё во время её звёздного состояния. По мере остывания Земли углеводороды поглотились расплавленной магмой и по мере формирования земной коры, углеводороды проникли в осадочные породы в газообразном состоянии, конденсировались и образовали нефти.

Д. И. Менделеев считал, что нефть образуется в результате реакций, идущих на больших глубинах, при высоких температурах и давлениях, между углеродистым железом и водой, просачивающейся с поверхности земли.

И. М. Губкин пришёл к заключению, что процесс образования нефти на Земле идет непрерывно. В прогибах между горными хребтами и в геосинклиналях во все геологические эпохи создавались благоприятные условия для образования нефти. Здесь растительные и животные остатки, преимущественно планктон, смешиваясь с неорганическими веществами, и послужили началом образования пород, давших впоследствии нефть.

Абиотическую теорию происхождения нефти (основываясь на идеях Николая Кудрявцева) развивает астроном Томас Голд. Гипотеза Голда заключается в том, что на планете Земля существуют углеводороды абсолютно неорганической природы. Поскольку углеводороды нефти менее плотные по сравнению с водянистыми жидкостями, Голд предположил, что нефть поднимается вверх по сети изломов и трещин в породе. И хотя в нефти были найдены биологические фрагменты, что дает основание геологам считать нефть веществом органического происхождения, Голд считает, что за присутствие биологических остатков в нефти ответственна микрофлора подземных пластов. Науке сегодня известны процессы воссоздания углеводородов из неорганических оставляющих.

Первые скважины неподалеку от города Грозного пробурили в 1893 году. В 1895 году одна из скважин с глубины 140 м дала грандиозный фонтан нефти. Через 12 дней фонтанирования поток нефти затопил вышки рядом расположенных скважин. Лишь спустя три года фонтан удалось укротить, затем он иссяк и от фонтанного способа добычи нефти перешли к насосному. К началу Великой отечественной войны все скважины здесь сильно обводнились, и некоторые из них тогда были законсервированы. После войны добычу восстановили, и ко всеобщему удивлению, почти все высокообводненные скважины вдруг начали давать безводную нефть! Непонятным образом скважины получили "второе дыхание». Спустя еще полвека ситуация повторилась. К началу чеченских войн скважины снова были сильно обводнены, существенно снизились их дебиты. Во время войн они не эксплуатировались. Когда же добыча была вновь возобновлена, дебиты значительно возросли. Сторонники биогенной теории находились в недоумении, тогда как "неорганики» легко объясняли эти парадоксы тем, что в нефть имеет неорганическое происхождение и в недрах планеты постоянно возобновляется.

Нечто похожее произошло на Ромашкинском нефтяном месторождении, которое разрабатывается уже более 60 лет. По оценкам геологов, из скважин месторождения можно было извлечь 710 млн. т нефти. Однако на сегодняшний день здесь уже добыли почти 3 млрд. тонн. Теория биогенного происхождения нефти не может объяснить наблюдаемые факты. Некоторые скважины как будто пульсируют: падение дебитов вдруг сменяется их долговременным ростом. Пульсирующий ритм отмечен у многих других скважин на территории России. На Ромашкинском месторождении, по мнению профессора Гаврилова, в толще кристаллических пород земной коры, в ее фундаменте, лежит мощный пласт высокоглиноземных гнейсов возрастом более 3 млрд. лет. В составе этих древних пород содержится много (до 15%) графита (углерода), из которого в условиях высоких температур в присутствии водорода и образуются углеводороды. По разломам и трещинам образующиеся углеводороды поднимаются в пористый осадочный слой земной коры - в Ромашкинское месторождение.

Аргументы сторонников минерального происхождения нефти отчасти основаны на термодинамических расчетах. Е.Б. Чикалюк рассчитал, что температура нефтеобразования составляет 450-900 градусов Цельсия, что соответствует температуре верхней мантии Земли на глубине 100-160 км. В принципе в глубинных условиях Земли при наличии углерода и водорода идет синтез метана, его гомологов, а может быть, и некоторых более высокомолекулярных соединений.

Однако неорганические гипотезы происхождения нефти на международных и немеждународных нефтяных конгрессах не обсуждаются, доклады на такую тему отметаются организаторами. Над умами геологов абсолютно довлеет гипотеза биологического происхождения нефти, о свободной конкуренции идей не может быть и речи.

Может ли быть нефть на Марсе?

Если исходить из биологической гипотезы происхождения нефти, то надо признать, что нефти на Марсе нет, или точнее, вероятность найти нефть на Марсе меньше, чем вероятность обнаружить там жизнь. Считается, что ответить на этот вопрос утвердительно можно будет только после того, как ученые докажут, что на Красной планете когда-либо существовала жизнь, причем там была мощная биосфера, поскольку нефть, как следует из биогенной теории, - это вещество органического происхождения.

Но если признать, что нефть может образоваться из неорганических веществ, то вероятность обнаружить нефть на Марсе будет равна 100%. Но за счет какой энергии она образуется абиогенно? Молекулы углеводородов имеют большую внутреннюю энергию, эта энергия освобождается при сгорании нефтепродуктов. Откуда взялась энергия, за счет которой произошел синтез молекул углеводородов из неорганических соединений? Ведь закон сохранения энергии при химических процессах еще никто не отменял.

При горении нефти и нефтепродуктов цепочка из атомов углерода разваливается и атомы углерода соединяются с атомами кислорода. При этом образуются молекулы углекислого газа. Атомы водорода, которые в больших количествах присутствуют в молекулах углеводородов, тоже соединяются с атомами кислорода, в результате чего образуются молекулы воды. Сжигая нефть и нефтепродукты, мы получаем тепловую энергию, которую используем для поддержания нашей цивилизации на высоком энергетическом уровне.

Но откуда та энергия, которая аккумулирована в химических связях атомов углерода и атомов водорода в молекулах углеводородов? Если нефть когда-либо образовывалась, то на ее образование затрачивалась энергия, и не малая. Биогенная теория происхождения нефти отвечает на этот вопрос просто. Энергия молекул углеводородов - это энергия, которую накопили когда-то живые организмы, получив ее от Солнца.

Абиогенная теория происхождения нефти говорит о том, что молекулы углеводородов образовались глубоко в недрах Земли в результате соединения атомов углерода с атомами водорода, которые дифундировали из ядра и нижней мантии Земли в результате сильного гравитационного сжатия ядра. Эти атомы водорода находились в сильно возбужденном состоянии и по сути несли в своем возбуждении гравитационную энергию земного ядра к поверхности планеты. Однако, встретив на своем пути атомы углерода, они переводили их тоже в неравновесное состояние и соединялись с ними, образуя молекулы метана и этана. При высоком давлении и высокой температуре в недрах Земли накапливались молекулы углеводородов, короткие молекулы соединялись друг с другом и образовывались более длинные, которые замыкались в кольца. Жидкое и газообразное вещество выделялось из верхней мантии и накапливалось в полостях земной коры, образуя месторождения нефти и газа, а если таких полостей не было, то оно выделялось на поверхность суши или в океаны. Всякий, кто много путешествовал, видел на болотах и в низинах в лужах воды нефтяную пленку на поверхности. Эту пленку образовали углеводороды, выделившиеся из недр планеты по разломам в земной коре. Известно, что на поверхность планеты постоянно посупает метан и этан, в почве они взаимодействуют с компонентами почвы и увеличивают содержание органического вещества в почвенном профиле. Метан абиогенного происхождения выделяется и в Мировой океан.

Если признать, что Земля пульсировала в гравитационном поле Галактики, то надо признать и то, что процессы образования в ее недрах ювенильной воды и нефти то активизировались (в эпохи сжатия), то затухали (в эпохи расширения). Если гипотеза абиогенного синтеза нефти верна, то нефть - возобновимый ресурс, только время ее возобновления активизируется через каждые 150-180 миллионов лет.

Обнаружение сложных углеводородов на других планетах позволит в ином ракурсе посмотреть на проблему происхождения нефти. Обилию углеводородов на небесных телах удивляться не приходится: и водород, и углерод относятся к числу самых распространенных химических элементов Вселенной. И действительно, углеводороды, эти непосредственные слагаемые нефти, обнаружили не только на планетах, но и в кометных хвостах, и в веществе метеоритов, в атмосферах холодных звезд, и просто в межзвездном пространстве. Так что нефть - это не привилегия Земли.

Допустив абиогенную гипотезу происхождения нефти, мы обязаны признать, что это вещество (точнее, смесь веществ) может образоваться и на других планетах и спутниках планет, в том числе и на Марсе. В результате абиогенного процесса на Марсе могло образоваться столько нефти, чтобы покрыть поверхность планеты даже метровым слоем. С помощью НАСА мы сегодня можем побывать на поверхности нашего соседа и посмотреть, есть ли там вещество, похожее на нефть.

Нефть на Марсе

В качестве доказательства рассмотрим несколько фотографий поверхности Марса, опубликованных на сайте НАСА.

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Внутреннее строение Марса похоже на внутреннее строение Земли. Плотное ядро одето в менее плотную мантию, которую покрывает кора Марса. Имеется еще разреженная газовая оболочка, состоящая в основном из углекислого газа. Кора Марса в верхней части представляет собой криосферу - оболочку, в которой вода находится в замерзшем состоянии.  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Кратер на Марсе. Можно предположить, что светлая голубоватая масса - это лед или снег. Справа и внизу на стенке кратера тонкий слой снега. По всей вероятности, эта изморозь - замерзшие ночью пары воды. На стенке кара такая изморозь ночью тоже была, но взошло солнце, и на "солнцепеке" изморозь испарилась. Лепешка льда в центре - это скорее всего грунтовая вода, выступающая на поверхность и замерзшая в холодной атмосфере Марса. А вот что за черное пятно на склоне ледяного бугра? Уж не нефть ли это, вытекающая на поверхность из недр планеты?  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Снимок "Викинга", на котором видно одно из так называемых "сухих русел" на поверхности Марса. Современные условия на планете таковы, что при малом атмосферном давлении, существующем сейчас на Марсе, оказавшаяся там вода способна закипеть без какого либо нагрева. При среднем значении давления для поверхности Марса, равного 6,1 мбар, лед переходит непосредственно в пар, минуя жидкое состояние.  Следовательно, это не русло, и вода по нему вряд ли когда-либо текла. Это образование скорее похоже на провал в криосфере Марса. Видны даже ступени на склонах этого провала. Такое впечатление, что грунт Марса в данном месте просел, погрузившись в мантию планеты. Такое действительно возможно при растяжении поверхности планеты. Кора раскалывается, и по трещинам из глубин Марса на поверхность поступает вещество. Это может быть жидкая лава, может быть жидкая вода, а может быть, и нефть. Темный цвет субстанции на дне провала напоминает скорее нефть, чем воду.  Хотя вода на дне этого разлома может быть тоже, разумеется, в замерзшем состоянии.  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Это участок марсианского Грандканьона. Больше всего это похоже на гигантский разлом коры Марса, на зону спрединга, в которой при расширении ядра и мантии планеты происходит растяжение и наращивание коры. Темная масса на дне каньона вполне может оказаться нефтяными озерами, в которых плавают айсберги водяного льда.  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

А на этом фото озеро темной жидкости можно разглядеть лучше. Глыбы в озере - это, скорее всего, действительно водяной лед. Это обломки марсианской криосферы. Этот лед вряд ли чистый, в нем большая примесь пыли и песка.  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Ну а здесь мы явно видим озеро, его поверхность отражает блеклое марсианское небо. Очень похоже на воду, но вода не может находиться на Марсе в жидком состоянии, она моментально закипит уже при +2 градусах и испарится. Так что же это за жидкость? Неужели целые озера нефти? А ведь очень похоже, не правда ли?  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Сколько же ее (нефти) там, на Марсе! Все, строим скорее трубопровод и гоним нефть с Марса в Европу. А куда денем вырученные за нефть деньги? Пропьем, конечно, в Куршевеле...  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Похоже, что в Грандканьоне на Марсе нефть можно добывать открытым способом. Не надо бурить скважин, - знай себе, черпай. Только вот сжечь ее там не удастся, так как в атмосфере почти нет кислорода. Так что не могут нефть и нефтепродукты на Марсе служить источником тепловой энергии. А вот своеобразные микроорганизмы в этих нефтяных озерах могут водиться. На Земле такие микроорганизмы смогут утилизироват нефтяные загрязнения, возникающие в местах нефтедобычи.  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Такое на Марсе вполне возможно. Фонтаны жидкости могут вырываться из под толстого слоя льда и смороженного грунта, ведь под криосферой Марса могут быть большие запасы жидкой воды и нефти. Причем не только вода может бить фонтанами - там могут быть и нефтяные фонтаны.  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Гусеницы марсохода потревожили грунт. А под тонким верхним слоем оказалась вот эта темная масса, похожая на липкую грязь. Но ведь вода не может быть в жидком состоянии и, следовательно, эта грязь не водяная... А что, похоже на мазут, не правда ли?  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

Странная субстанция на поверхности Марса образует пятна размером в 3-5 метров в поперечнике. Масса явно застывшая и напоминает гудрон. К этому "гудрону" прилипли окатанные частички - то ли кусочки льда, обработанные марсианскими пыльными бурями, то ли капельки "гудрона", окутанные частичками пыли и окатанные.  

Космическое происхождение нефти? Есть ли нефть на Марсе?

На этом фото гудронообразная масса видна лучше. Она очень похожа на лепешки, но кто их "испек" на холоднющей планете? Да никто. Тяжелые фракции нефти - битумы - поступили на поверхность планеты по трещинам в коре Марса. Можно дать совет покорителям Марса: не вступайте на такие лепешки, а то завязнете и сапоги испачкаете, а вода там только в виде льда, поэтому помыть сапоги будет невозможно.  Смотрите, будто кто-то залил поверхность Марса синими чернилами. Обратите внимание на то, что синяя субстанция выбрасывалась из кратеров и сдувалась ветром в одном направлении - в сторону нижнего правого угла снимка. Что это, если не нефтяные гейзеры, бьющие из под толстого слоя криолитозоны?  Думаю, что изучая распределение темной субстанции на Марсе, мы сможем понять распределение запасов нефти и на Земле. Законы, управляющие этими процессами, на Земле и на Марсе должны быть сходными.  Так же как и на Земле, воды на Марсе больше, чем нефти. Однако Марс находится под сильным гравитационным контролем Юпитера, который, то сближаясь с Марсом, то удаляясь от него, сильно деформирует планету, что и является причиной мощных извержений жидкой воды и нефти из под толщи криолитозоны. Гравитационная энергия переходит в энергию деформации, а та в свою очередь переходит в тепловую энергию, разогревает недра Марса. Кратеры Марса, скорее всего, в большинстве своем имеют не ударное, а взрывное или просадочное происхождение.  Никак не могу согласиться с теми марсологами, которые считают Марс тектонически умершей планетой. Он активен, и может быть, активен не меньше, чем наша Земля. Вот только проявляется эта активность на Марсе чуть иначе.  Путешествие на Марс закончилось. Мы возвращаемся домой, уже заварен свежий чай, нас, как всегда, ждут великие дела на Земле. Увиденное на Марсе позволит нам по другому посмотреть и на привычные явления на нашей планете.

Источник

wakeupnow.info

Теории возникновения нефти

Теории возникновения нефти

Про уголь, вы, наверно, уже знаете. Точка зрения на этот счет довольно устоявшаяся: он образовался (и продолжает образовываться) из остатков буйной вечнозеленой растительности, покрывавшей некогда всю планету, включая даже нынешние районы вечной мерзлоты, и занесенной сверху обычными горными породами, под воздействием давления недр и при недостатке кислорода.

Логично предположить, что и нефть была изготовлена по аналогичному рецепту на той же кухне природы. К 19 веку споры, в основном, сводилось к вопросу, что послужило исходным материалом, сырьем для образования нефти: остатки растений или животных?

Немецкие ученые Г.Гефер и К.Энглер в 1888 году поставили опыты по перегонке рыбьего жира при температуре 400 С и давлении порядка 1 МПа. Им удалось получить и предельные углеводороды, и парафин, и смазочные масла, в состав которых входили алкены, нафтены и арены.

Позднее, в 1919 году, академик Н.Д.Зелинский провел похожий опыт, но исходным материалом послужил органический ил растительного происхождения – сапропель – из озера Балшах. При его переработке удалось получить бензин, керосин, тяжелые масла, а также метан…

Так опытным путем была доказана теория органического происхождения нефти. Какие же тут могут быть еще сложности ?...

Но с другой стороны, в 1866 году французский химик М.Бертло высказал предположение, что нефть образовалась в недрах Земли из минеральных веществ. В подтверждение своей теории он провел несколько экспериментов, искусственно синтезировав углеводороды из неорганических веществ.

Десять лет спустя, 15 октября 1876 года, на заседании Русского химического общества выступил с обстоятельным докладом Д.И.Менделеев. Он изложил свою гипотезу образования нефти. Ученый считал, что во время горообразовательных процессов по трещинам-разломам, рассекающим земную кору, вглубь поступает вода. Просачиваясь в недра, она в конце концов встречается с карбидами железа, под воздействием окружающих температур и давления вступает с ними в реакцию, в результате которой образуются оксиды железа и углеводороды, например этан. Полученные вещества по тем же разломам поднимаются в верхние слои земной коры и насыщают пористые породы. Так образуются газовые и нефтяные месторождения.

В своих рассуждениях Менделеев ссылается на опыты по получению водорода и ненасыщенных углеводородов путем воздействия серной кислоты на чугун, содержащий достаточное количество углерода.

Правда, идеи «чистого химика» Менделеева поначалу не имели успеха у геологов, которые считали, что опыты, проведенные в лаборатории, значительно отличаются от процессов, происходящих в природе.

Однако неожиданно карбидная или, как ее еще называют, а биогенная теория о происхождении нефти получила новые доказательства – от астрофизиков. Исследования спектров небесных тел показали, что в атмосфере Юпитера и других больших планет, а также в газовых оболочках комет встречаются соединения углерода с водородом. Ну, а раз углеводороды широко распространены в космосе, значит в природе все же идут и процессы синтеза органических веществ из неорганики. Но ведь именно на этом и построена теория Менделеева.

Итак, на сегодняшний день налицо две точки зрения на природу происхождения нефти. Одна – биогенная. Согласно ей, нефть образовалась из остатков животных или растений. Вторая теория – абиогенная. Подробно разработал ее Д.И.Менделеев, предположивший, что нефть в природе может синтезироваться из неорганических соединений.

И хотя большинство геологов придерживается все-таки биогенной теории, отзвуки этих споров не затихли и по сей день. Уж слишком велика цена истины в данном случае. Если правы сторонники биогенной теории, то верно и опасение, что запасы нефти, возникшие давным-давно, вскоре могут подойти к концу. Если же правда на стороне их оппонентов, то вероятно, эти опасения напрасны. Ведь землетрясения и сейчас приводят к образованию разломов земной коры, воды на планете достаточно, ядро ее, по некоторым данным, состоит из чистого железа… Словом, все это позволяет надеяться, что нефть образуется в недрах и сегодня, а значит, нечего опасаться, что завтра она может кончиться.

Давайте посмотрим, какие доводы приводят в защиту своих точек зрения сторонники одной и другой гипотез.

Но прежде несколько слов о строении Земли. Это поможет нам быстрее разобраться в логических построениях ученых. Упрощенно говоря, Земля представляет собой три сферы, расположенные внутри друг друга. Верхняя оболочка – это твердая земная кора. Глубже расположена мантия. И наконец, в самом центре – ядро. Такое разделение вещества, начавшееся 4,5 миллиарда лет тому назад, продолжается и по сей день. Между корой, мантией ядром осуществляется интенсивный тепло- и массообмен, со всеми вытекающими отсюда геологическими последствиями – землетрясениями, извержениями вулканов, перемещениями материков...

Парад неоргаников

Первые попытки объяснить происхождение нефти относится еще ко временам античности. Сохранилось, например, высказывание древнегреческого ученого Страбона, жившего около 2000 лет тому назад: «В области аполлонийцев есть место под названием Нимфей, - писал он, - это скала, извергающая огонь, а под ней текут источники теплой воды и асфальта, вероятно, от сгорания асфальтовых глыб под землей...».

Страбон объединил в целое два факта: извержение вулканов и образование асфальтов (так он называл нефть). И... ошибся! В упомянутых им местах нет действующих вулканов. Не было их и двадцать столетий назад. То, что Страбон принял за извержения, на самом деле – выбросы, прорывы подземных вод (так называемые грязевые вулканы), сопровождающие выходы нефти и газа на поверхность. И в наши дни подобные явления можно наблюдать на Апшероне и Таманском полуострове.

Впрочем, несмотря на ошибку, в рассуждениях Страбона было здравое зерно - его толкование происхождения нефти имело под собой материалистическую почву. Эта линия прервалась надолго. Лишь в 1805 году, основываясь на собственных наблюдениях, сделанных в Венесуэле, на описаниях извержения Везувия, известный немецкий естествоиспытатель А.Гумбольд снова возвращается к материалистической точке зрения. «...Мы не можем сомневаться в том, - пишет он, - что нефть представляет продукт перегонки на громадных глубинах и происходит из примитивных горных пород, под которыми покоится энергия всех вулканических явлений.»

Неорганическая теория происхождения нефти выкристаллизовывалась постепенно, и к тому моменту, когда Менделеев выдвинул свою теорию карбидного происхождения нефти, неорганики накопили достаточное количество фактов и рассуждений. И последующие годы добавляли в их копилку новые сведения.

В 1877-1878 годах французские ученые, воздействуя соляной кислотой на зеркальный чугун и водяными парами на железо при белом калении, получили водород и значительное количество углеводородов, которые даже по запаху напоминали нефть.

Кроме вулканической гипотезы у сторонников абиогенного происхождения нефти есть еще и космическая. Геолог В.Д.Соколов в 1889 году высказал предположение, что в тот далекий период, когда вся наша планета еще представляла собой газовый сгусток, в составе этого газа присутствовали и углеводороды. По мере охлаждения раскаленного газа и перехода его в жидкую фазу, углеводороды постепенно растворялись в жидкой магме. Когда же из жидкой магмы стала образовываться твердая земная кора, она, согласно законам физики, уже не могла удержать в себе углеводороды. Они стали выделяться по трещинам в земной коре, поднимались в верхние ее слои, сгущаясь и образуя здесь скопления нефти и газа.

Уже в наше время обе гипотезы – вулканическая и космическая – были объединены в единое целое новосибирским исследователем В.Сальниковым. Он использовал предположение, что планетка, имевшая в своем составе большое количество углеводородов, находясь на чересчур низкой орбите, постепенно тормозилась о верхние слои атмосферы и в конце концов упала на Землю, как это происходит с искусственными спутниками. Резкий толчок активизировал вулканическую и горообразовательную деятельность. Миллиарды тонн вулканического пепла, мощнейшие грязевые потоки завалили принесенные из космоса углеводороды, похоронили их в глубоких недрах, где под действием высоких температур и давлений они превратились в нефть и газ.

В качестве обоснования своих выводов Сальников указывает на необычное расположение месторождений нефти и газа. Соединив между собой крупные зоны обнаруженных месторождений, он получил систему параллельных синусоидальных линий, которая, по его мнению, весьма напоминает проекции траекторий искусственных спутников Земли.

Рассказ о неорганических гипотезах нельзя будет считать полным, если не упомянуть известного геолога-нефтника Н.А.Кудрявцева. В 50-е годы он собрал и обобщил огромный геологический материал по нефтяным и газовым месторождениям мира.

Прежде всего Кудрявцев обратил внимание на то, что многие месторождения нефти и газа обнаруживаются под зонами глубинных разломов земной коры. Сама по себе такая мысль не была новой: на это обстоятельство обратил еще Д.И.Менделеев. Но Кудрявцев намного расширил географию применения таких выводов, глубже обосновал их.

Например, на севере Сибири, в районе так называемого Мархининского вала, очень часто встречаются выходы нефти на поверхность. На глубину до двух километров все горные породы буквально пропитаны нефтью. В то же время, как показал анализ, количество углерода, образовавшегося одновременно с породой чрезвычайно невелико – 0,02-0,4%. Но по мере удаления от вала количество пород, богатых органическими соединениями, возрастает, а вот количество нефти резко уменьшается.

На основании этих и других данных Кудрявцев утверждает, что нефтегазоносность Мархининского вала скорее всего связан не с органическим веществом, а с глубинным разломом, который и поставляет нефть из недр планеты.

Подобные же образования имеются в других регионах мира. Скажем, в штате Вайоминг (США) жители издавна отапливают дома кусками асфальта, который они берут в трещинах горных город соседних Медных гор. Но сами по себе граниты, из которых состоят те горы, не могут накапливать нефть и газ. Эти полезные ископаемые могут поступить только из земных глубин по образовавшимся трещинам.

Более того, найдены следы нефти в кимберлитовых трубках – тех самых, в которых природа осуществила синтез алмазов. Такие каналы взрывного разлома земной коры, образовавшиеся в результате прорыва глубинных газов и магмы, могут оказаться вполне подходящим местом и для образования нефти и газа.

Обобщив эти и множество других фактов, Кудрявцев создал свою магматическую гипотезу происхождения нефти. В мантии Земли под давлением и при высокой температуре из углерода и водорода сначала образуются сначала углеводородные радикалы СН, СН2 и СН3. Они движутся в веществе мантии от области высокого к области низкого давления. А так как в зоне разломов перепад давлений особенно ощутим, углероды и направляются в первую очередь именно сюда. Поднимаясь в слои земной коры, углеводороды в менее нагретых зонах реагируют друг с другом и с водородом, образуя нефть. Затем образовавшаяся жидкость может перемещаться как вертикально, так и горизонтально по имеющимся в породе трещинам, скапливаясь в ловушках.

Исходя из теоретических представлений, Кудрявцев советовал искать нефть не только в верхних слоях, но и глубже. Этот прогноз блестяще подтверждается, и глубина бурения с каждым годов возрастает.

В середине 60-х годов удалось ответить на такой важный вопрос: «Почему столь «нежные» углеводородные соединения, из которых состоит нефть, не распадаются в недрах Земли на химические элементы при высокой температуре?» Действительно, такое разложение вполне можно наблюдать даже в школьной лаборатории. На подобных реакциях зиждется деструктивная переработка нефти. Оказалось, что в природе дело обстоит как раз наоборот – из простых соединений образуются сложные... Математическим моделированием химических реакций доказано, что подобный синтез вполне допустим, если к высоким температурам мы добавим еще и высокие давления. То и другое, как известно, в избытке имеется в земных недрах.

В ученом споре о возникновении нефти другая сторона – это адепты биогенной теории.

Биогенной теории придерживались многие серьезные отечественные и зарубежные ученые. Академик В.И.Вернадский, основоположник современной геохимии нефти, еще в начале века писал: «Организмы, несомненно, являются исходным веществом нефтей».

Академик И.М.Губкин в своей книге «Учение о нефти», впервые увидевшей свет в 1932 году, наиболее обстоятельно и полно подвел научный итог тогдашней истории нефтяного и газового дела.

В качестве исходного вещества для образования нефти Губкин рассматривал уже знакомый нам сапропель – битуминозный ил растительно-животного происхождения. В прибрежной полосе моря, где жизнь особенно активна, происходит сравнительно быстрое накапливание этих органических остатков. Через какое-то время они перекрываются более молодыми отложениями, которые предохраняют их от окисления. Дальнейшие процессы идут уже без доступа кислорода под воздействием анаэробных бактерий.

По мере погружения пласта, обогащенного органическими остатками, под воздействием последующего наноса и тектонических перемещений в глубину, в нем возрастают температуры и давления. Эти процессы, которые впоследствии получили название катагенеза, и приводят в конце концов к преобразованию органики в нефть.

Взгляды Губкина на образование нефти лежат в основе современной гипотезы ее органического происхождения. В наше время многие ее положения расширены и дополнены. Так, скажем, долгое время считалось, что первоначальное накопление органического вещества обязательно должно идти в океане. Но, видимо, нефть может формироваться и в континентальной обстановке, ведь в болотах, озерах, реках достаточно органического вещества.

Детально рассмотрен и сам процесс формирования нефтяных месторождений. Выделяют пять основных стадий осадконакопления и преобразования органических остатков в нефть.

Первая стадия: в осадок, образующийся в море или в пресном водоеме, вносятся органические вещества с небольшим количеством углеводородного нефтяного ряда, синтезированных живыми организмами.

Вторая стадия: накопленный на дне осадок преобразуется, уплотняется, частично обезвоживается. При этом часть вещества разлагается с выделением диоксида углерода, сероводорода, аммиака и метана. Словом, получается картина, частенько наблюдаемая на болотах.

Третья стадия: биохимические процессы постепенно затухают. Сравнительно небольшая температура земных недр на данной глубине (порядка 50 С) определяет низкую скорость реакций. Концентрация битумов и нефтяных углеводородов возрастает слабо, в составе газовых компонентов преобладает диоксид углерода.

Четвертая стадия: осадок погружается на глубину 3-4 километров, окружающие температуры возрастают до 150 С. Происходит отгонка нефтяных углеводородов из рассеянного органического вещества в пласт. Попав в проницаемые породы-коллекторы, нефть начинает новую жизнь, образует промышленные залежи.

И наконец, пятая стадия: на глубине 4,5 километра и более при температурах свыше 180 С органическое вещество прекращает выделение нефти и продолжает генерировать лишь газ.

Кроме температуры и давления в природных процессах принимает участие и электричество. Член-корреспондент АН СССР А.А.Воробьев выдвинул предположение, что в развитии нашей планеты немалую роль играли именно электрические процессы. По его мнению, горные породы обладают гораздо большими диэлектрическими свойствами, чем атмосфера. А если так, то грозы могут бушевать не только над, но и под землею.

В результате сильных электрических разрядов возникают частицы плазмы, которые обладают высокой химической активностью. Это обстоятельство, в свою очередь, создает предпосылки для протекания таких реакций, которые невозможны при обычных условиях. По мнению Воробьева, метан, выделяющийся из органических соединений, при воздействии подземного электрического разряда может подвергнуться частичному дегидрированию, образуются свободные углеводородные радикалы СН, СН2, и СН3. Соединяясь между собой, они образуют ацетилен, этилен и другие углеводороды, входящие в состав нефти.

Одним из основных механизмов электризации горных пород, согласно рассуждениям Воробьева, является трение в месте контакта горных пород при взаимном перемещении в ходе тектонических процессов. Таким образом, процессы трещинообразования в земной коре могут способствовать превращению механической энергии в электрическую.

И представьте себе, эти весьма неожиданные рассуждения нашли подтверждение в геологической практике. Еще в 1933 году было отмечено, что формы облаков в зонах разломов земной коры резко отличаются от облаков в тех местах, где трещин нет. Современные геофизические приборы указывают, что в приземном слое воздуха над зонами разломов земной коры увеличена электропроводимость.

Есть и еще одна интересная гипотеза. В соответствии с ней, нефть образуется также из органических остатков, затянутых вместе с океаническими осадками в зону, где происходил подвиг океанической плиты под континентальную. Говоря другими словами, существуют тектонические процессы, которые позволяют органическим веществам оказаться на весьма больших глубинах. При этом механизм затягивания осадков в зону подвига жестких плит аналогичен механизму попадания жидких смазочных масел в зазоры между трущимися жесткими деталями в различных технических устройствах и машинах.

Ну а дальше образовавшаяся нефть может подвергаться различным воздействиям. Например, под тяжестью литосферного выступа, наползающий с материка плиты углеводороды могут быть «выжаты» из осадочных пород и активно мигрировать в сторону надвига. Этим эффектом «горячего утюга» может быть объяснено формирование больших залежей нефти на сравнительно небольшой площади, как в районе Персидского залива.

В результате затягивания органических веществ в мантию, их последующей переработки и выброса образовавшихся углеводородов геотермальными водами в верхние слои земной коры их обнаруживают в вулканических газах во время извержений.

Такая теория, учитывающая глобальную тектонику плит земной коры, оказалась весьма продуктивной и с практической точки зрения. В США, к примеру, ведется бурение в так называемых поднаддвиговых зонах Скалистых гор. И здесь были обнаружены как нефтяные, так и газовые месторождения. А ведь по старым, классическим меркам, их здесь не должно было быть.

В 1980 году в штате Вайоминг поисковая скважина на глубине 1888 метров вошла в докембрийский фундамент, сложенный из гранита. Затем в скальных породах геонефтеразведчики прошли еще 2700 метров и обнаружили осадочные отложения мелового периода. Необъяснимое, казалось бы, чередование пород разного геологического возраста объяснялось весьма просто: на осадочные породы в свое время была надвинута плита гранита.

Бурение было продолжено, и на глубинах 5,5 километров разведчики обнаружили промышленные залежи газа. К настоящему времени в Скалистых горах ведется промышленная разработка, а прогнозные запасы оцениваются в 2,8 миллиарда тонн условного топлива. Это уникальное месторождение.

Круговорот углерода в природе

Итак, как видите, обе точки зрения достаточно продуктивны, обе опираются не только на логические заключения, но и на реальные факты. Что же, надо спорить дальше? Вряд ли... Интересную точку зрения на этот счет высказал известный геолог В.П.Гаврилов.

«Спор можно разрешить, - пишет он, - если проследить круговорот углерода в природе. Одним из первых, кто предпринял успешную попытку представить глобальный процесс круговорота углерода в природе, был В.И.Вернадский. Он считал, что углерод и его соединения, которые участвуют в строении нефти, газа, каменного угля и других пород, являются частью глобальной геохимической системы круговорота в земной коре….»

Что же, давайте проследим путь, который проделывают углерод и его соединения в природе.

Наиболее распространенным из таких соединений является диоксид углерода. Масса этого вещества в атмосфере оценивается астрономической цифрой 400 000 000 000 тонн! В процессе выветривания и фотосинтеза ежегодно из атмосферы поглощается более 800 000 000 СО2. Если бы не было механизма кругооборота, то за несколько тысяч лет углерод полностью исчез бы из атмосферы, оказался «захороненным» в горных породах. По современным оценкам, масса диоксида углерода, «спрятанного» в горных породах, примерно в 500 раз превышает его запасы в атмосфере.

Еще одним переносчиком углерода является метан. Его в атмосфере тоже не мало – около 5 000 000 000 тонн. Однако из атмосферы происходит утечка метана в стратосферу и далее в космическое пространство. Кроме того, метан расходуется и в результате фотохимических реакций. Продолжительность существования молекулы метана в атмосфере в среднем составляет 5 лет.

Следовательно, что бы пополнить его запасы, в атмосферу ежегодно должно поступать около 1 000 000 000 тонн метана из подземных запасов. И он, действительно, поступает в виде метанового испарения или, как говорил Вернадский, «газового дыхания Земли».

Если ограничиться традиционными рамками углеродного цикла, то весь резерв земной атмосферы, океана и биомассы исчерпался бы в довольно короткий срок – за 50-100 тысяч лет. Однако этого не происходит. Приходится допустить, что запасы углерода на поверхности планеты непрерывно пополняются. Основными источниками поступления углерода ученые считают космос и мантию Земли.

Космическое пространство поставляет нам углерод вместе с метеоритным веществом. Точнее будет сказать: поставляло. В настоящее время поступление космического углерода на планету незначительно – всего 0,000 000 001 от общего количества ежегодно «складируемого» в процессе осадконакопления. Но, как полагают многие специалисты, так было далеко не всегда: в прошлые геологические эпохи количество метеоритов и космической пыли было намного больше.

Второй и на сегодняшний день основной поставщик углерода – мантия планеты, причем не только во время извержения вулканов, как считалось ранее, но и при дегазации недр, за счет уже упоминавшегося газового дыхания планеты. Поскольку и здесь углеродные запасы не безграничны, то они, естественно, должны как-то пополняться. И такой механизм пополнения исправно функционирует и по сей день. Это затягивание осадков океанической коры в мантию при надвигании плит друг на друга.

Таков широкий взгляд на круговорот углерода в природе. Он должен примирить органиков и неоргаников. В самом деле: органики считают, что углерод при образовании нефти обязательно должен пройти через живой организм. И это, скорее всего, действительно так. Исследования, выполненные межпланетными автоматическими станциями, показывают, что на Венере и Марсе углеводородных газов не обнаружено – по всей вероятности потому, что на этих планетах отсутствует биосфера и земной цикл превращения углерода в углеводороды там невозможен.

Правы и неорганики: ведь сами по себе все органические вещества, составляющие жизненные циклы, когда-то образовывались из неорганических. Пока, правда, нет полной ясности, как именно это произошло, но в конце концов наука это узнает.

И стало быть, в практических поисках нефти и газа надо использовать весь арсенал теорий и гипотез, которыми располагает современная наука, не ограничивать свой взгляд какими-то искусственными шорами. И тогда успех придет. Как сказал известный американский геолог М.Хэлбути: «Я твердо убежден, что в будущем мы откроем в глобальном масштабе столько же нефти и значительно больше газа, чем открыто сегодня. Я полагаю, что нас ограничивает только недостаток воображения, решительности и технология.»

doc4web.ru

космическая теория происхождения нефти - это... Что такое космическая теория происхождения нефти?

 космическая теория происхождения нефти

Тематики

  • нефтегазовая промышленность

Синонимы

  • теория происхождения нефти Соколова

EN

  • cosmic theory of oil origin

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

  • космическая станция системы передачи ЕАСС
  • космическая фотограмметрия

Смотреть что такое "космическая теория происхождения нефти" в других словарях:

  • Украинская Советская Социалистическая Республика —         УССР (Украïнська Радянська Социалicтична Республika), Украина (Украïна).          I. Общие сведения          УССР образована 25 декабря 1917. С созданием Союза ССР 30 декабря 1922 вошла в его состав как союзная республика. Расположена на… …   Большая советская энциклопедия

  • Менделеев, Дмитрий Иванович — Запрос «Менделеев» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Дмитрий Иванович Менделеев Д. И. Менделе …   Википедия

  • СССР. Естественные науки —         Математика          Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… …   Большая советская энциклопедия

  • Соединённые Штаты Америки — (США)         (United States of America, USA).          I. Общие сведения          США государство в Северной Америке. Площадь 9,4 млн. км2. Население 216 млн. чел. (1976, оценка). Столица г. Вашингтон. В административном отношении территория США …   Большая советская энциклопедия

  • Медицина — I Медицина Медицина система научных знаний и практической деятельности, целями которой являются укрепление и сохранение здоровья, продление жизни людей, предупреждение и лечение болезней человека. Для выполнения этих задач М. изучает строение и… …   Медицинская энциклопедия

  • Болгария — (България)         Народная Республика Болгария, НРБ (Народна република България).          I. Общие сведения          Б. государство в Юго Восточной Европе, в восточной части Балканского полуострова. На В. омывается Чёрным морем. Граничит на С.… …   Большая советская энциклопедия

  • Инфляция — (Inflation) Инфляция это обесценивание денежной единицы, уменьшение ее покупательной способности Общая информация об инфляции, виды инфляции, в чем состоит экономическая сущность, причины и последствия инфляции, показатели и индекс инфляции, как… …   Энциклопедия инвестора

  • Геология — (от др. греч. γῆ  «Земля» и от λόγος  «учение»)  наука о составе, строении и закономерностях развития Земли, других планет Солнечной системы и их естественных спутников. Содержание 1 История геологии …   Википедия

  • Россия — 1) пик, Памир, Таджикистан. Открыт в 1932 1933 гг. сотрудниками Таджикско Памирской экспедиции Академии наук СССР и назван пиком Молотова, по фамилии сов. деятеля В. М. Молотова (1890 1986). В 1957г. переименован в пик России. 2) Российская… …   Географическая энциклопедия

  • Земля — I Земля (от общеславянского зем пол, низ)         третья по порядку от Солнца планета Солнечной системы, астрономический знак ⊕ или, ♀.          I. Введение          З. занимает пятое место по размеру и массе среди больших планет, но из планет т …   Большая советская энциклопедия

technical_translator_dictionary.academic.ru

Теории возникновения нефти - Реферат

Про уголь, вы, наверно, уже знаете. Точка зрения на этот счет довольно устоявшаяся: он образовался (и продолжает образовываться) из остатков буйной вечнозеленой растительности, покрывавшей некогда всю планету, включая даже нынешние районы вечной мерзлоты, и занесенной сверху обычными горными породами, под воздействием давления недр и при недостатке кислорода.

Логично предположить, что и нефть была изготовлена по аналогичному рецепту на той же кухне природы. К 19 веку споры, в основном, сводилось к вопросу, что послужило исходным материалом, сырьем для образования нефти: остатки растений или животных?

Немецкие ученые Г.Гефер и К.Энглер в 1888 году поставили опыты по перегонке рыбьего жира при температуре 400 С и давлении порядка 1 МПа. Им удалось получить и предельные углеводороды, и парафин, и смазочные масла, в состав которых входили алкены, нафтены и арены.

Позднее, в 1919 году, академик Н.Д.Зелинский провел похожий опыт, но исходным материалом послужил органический ил растительного происхождения – сапропель – из озера Балшах. При его переработке удалось получить бензин, керосин, тяжелые масла, а также метан…

Так опытным путем была доказана теория органического происхождения нефти. Какие же тут могут быть еще сложности ?...

Но с другой стороны, в 1866 году французский химик М.Бертло высказал предположение, что нефть образовалась в недрах Земли из минеральных веществ. В подтверждение своей теории он провел несколько экспериментов, искусственно синтезировав углеводороды из неорганических веществ.

Десять лет спустя, 15 октября 1876 года, на заседании Русского химического общества выступил с обстоятельным докладом Д.И.Менделеев. Он изложил свою гипотезу образования нефти. Ученый считал, что во время горообразовательных процессов по трещинам-разломам, рассекающим земную кору, вглубь поступает вода. Просачиваясь в недра, она в конце концов встречается с карбидами железа, под воздействием окружающих температур и давления вступает с ними в реакцию, в результате которой образуются оксиды железа и углеводороды, например этан. Полученные вещества по тем же разломам поднимаются в верхние слои земной коры и насыщают пористые породы. Так образуются газовые и нефтяные месторождения.

В своих рассуждениях Менделеев ссылается на опыты по получению водорода и ненасыщенных углеводородов путем воздействия серной кислоты на чугун, содержащий достаточное количество углерода.

Правда, идеи «чистого химика» Менделеева поначалу не имели успеха у геологов, которые считали, что опыты, проведенные в лаборатории, значительно отличаются от процессов, происходящих в природе.

Однако неожиданно карбидная или, как ее еще называют, а биогенная теория о происхождении нефти получила новые доказательства – от астрофизиков. Исследования спектров небесных тел показали, что в атмосфере Юпитера и других больших планет, а также в газовых оболочках комет встречаются соединения углерода с водородом. Ну, а раз углеводороды широко распространены в космосе, значит в природе все же идут и процессы синтеза органических веществ из неорганики. Но ведь именно на этом и построена теория Менделеева.

Итак, на сегодняшний день налицо две точки зрения на природу происхождения нефти. Одна – биогенная. Согласно ей, нефть образовалась из остатков животных или растений. Вторая теория – абиогенная. Подробно разработал ее Д.И.Менделеев, предположивший, что нефть в природе может синтезироваться из неорганических соединений.

И хотя большинство геологов придерживается все-таки биогенной теории, отзвуки этих споров не затихли и по сей день. Уж слишком велика цена истины в данном случае. Если правы сторонники биогенной теории, то верно и опасение, что запасы нефти, возникшие давным-давно, вскоре могут подойти к концу. Если же правда на стороне их оппонентов, то вероятно, эти опасения напрасны. Ведь землетрясения и сейчас приводят к образованию разломов земной коры, воды на планете достаточно, ядро ее, по некоторым данным, состоит из чистого железа… Словом, все это позволяет надеяться, что нефть образуется в недрах и сегодня, а значит, нечего опасаться, что завтра она может кончиться.

Давайте посмотрим, какие доводы приводят в защиту своих точек зрения сторонники одной и другой гипотез.

Но прежде несколько слов о строении Земли. Это поможет нам быстрее разобраться в логических построениях ученых. Упрощенно говоря, Земля представляет собой три сферы, расположенные внутри друг друга. Верхняя оболочка – это твердая земная кора. Глубже расположена мантия. И наконец, в самом центре – ядро. Такое разделение вещества, начавшееся 4,5 миллиарда лет тому назад, продолжается и по сей день. Между корой, мантией ядром осуществляется интенсивный тепло- и массообмен, со всеми вытекающими отсюда геологическими последствиями – землетрясениями, извержениями вулканов, перемещениями материков...

Парад неоргаников

Первые попытки объяснить происхождение нефти относится еще ко временам античности. Сохранилось, например, высказывание древнегреческого ученого Страбона, жившего около 2000 лет тому назад: «В области аполлонийцев есть место под названием Нимфей, - писал он, - это скала, извергающая огонь, а под ней текут источники теплой воды и асфальта, вероятно, от сгорания асфальтовых глыб под землей...».

Страбон объединил в целое два факта: извержение вулканов и образование асфальтов (так он называл нефть). И... ошибся! В упомянутых им местах нет действующих вулканов. Не было их и двадцать столетий назад. То, что Страбон принял за извержения, на самом деле – выбросы, прорывы подземных вод (так называемые грязевые вулканы), сопровождающие выходы нефти и газа на поверхность. И в наши дни подобные явления можно наблюдать на Апшероне и Таманском полуострове.

Впрочем, несмотря на ошибку, в рассуждениях Страбона было здравое зерно - его толкование происхождения нефти имело под собой материалистическую почву. Эта линия прервалась надолго. Лишь в 1805 году, основываясь на собственных наблюдениях, сделанных в Венесуэле, на описаниях извержения Везувия, известный немецкий естествоиспытатель А.Гумбольд снова возвращается к материалистической точке зрения. «...Мы не можем сомневаться в том, - пишет он, - что нефть представляет продукт перегонки на громадных глубинах и происходит из примитивных горных пород, под которыми покоится энергия всех вулканических явлений.»

Неорганическая теория происхождения нефти выкристаллизовывалась постепенно, и к тому моменту, когда Менделеев выдвинул свою теорию карбидного происхождения нефти, неорганики накопили достаточное количество фактов и рассуждений. И последующие годы добавляли в их копилку новые сведения.

В 1877-1878 годах французские ученые, воздействуя соляной кислотой на зеркальный чугун и водяными парами на железо при белом калении, получили водород и значительное количество углеводородов, которые даже по запаху напоминали нефть.

Кроме вулканической гипотезы у сторонников абиогенного происхождения нефти есть еще и космическая. Геолог В.Д.Соколов в 1889 году высказал предположение, что в тот далекий период, когда вся наша планета еще представляла собой газовый сгусток, в составе этого газа присутствовали и углеводороды. По мере охлаждения раскаленного газа и перехода его в жидкую фазу, углеводороды постепенно растворялись в жидкой магме. Когда же из жидкой магмы стала образовываться твердая земная кора, она, согласно законам физики, уже не могла удержать в себе углеводороды. Они стали выделяться по трещинам в земной коре, поднимались в верхние ее слои, сгущаясь и образуя здесь скопления нефти и газа.

Уже в наше время обе гипотезы – вулканическая и космическая – были объединены в единое целое новосибирским исследователем В.Сальниковым. Он использовал предположение, что планетка, имевшая в своем составе большое количество углеводородов, находясь на чересчур низкой орбите, постепенно тормозилась о верхние слои атмосферы и в конце концов упала на Землю, как это происходит с искусственными спутниками. Резкий толчок активизировал вулканическую и горообразовательную деятельность. Миллиарды тонн вулканического пепла, мощнейшие грязевые потоки завалили принесенные из космоса углеводороды, похоронили их в глубоких недрах, где под действием высоких температур и давлений они превратились в нефть и газ.

В качестве обоснования своих выводов Сальников указывает на необычное расположение месторождений нефти и газа. Соединив между собой крупные зоны обнаруженных месторождений, он получил систему параллельных синусоидальных линий, которая, по его мнению, весьма напоминает проекции траекторий искусственных спутников Земли.

Рассказ о неорганических гипотезах нельзя будет считать полным, если не упомянуть известного геолога-нефтника Н.А.Кудрявцева. В 50-е годы он собрал и обобщил огромный геологический материал по нефтяным и газовым месторождениям мира.

Прежде всего Кудрявцев обратил внимание на то, что многие месторождения нефти и газа обнаруживаются под зонами глубинных разломов земной коры. Сама по себе такая мысль не была новой: на это обстоятельство обратил еще Д.И.Менделеев. Но Кудрявцев намного расширил географию применения таких выводов, глубже обосновал их.

Например, на севере Сибири, в районе так называемого Мархининского вала, очень часто встречаются выходы нефти на поверхность. На глубину до двух километров все горные породы буквально пропитаны нефтью. В то же время, как показал анализ, количество углерода, образовавшегося одновременно с породой чрезвычайно невелико – 0,02-0,4%. Но по мере удаления от вала количество пород, богатых органическими соединениями, возрастает, а вот количество нефти резко уменьшается.

На основании этих и других данных Кудрявцев утверждает, что нефтегазоносность Мархининского вала скорее всего связан не с органическим веществом, а с глубинным разломом, который и поставляет нефть из недр планеты.

Подобные же образования имеются в других регионах мира. Скажем, в штате Вайоминг (США) жители издавна отапливают дома кусками асфальта, который они берут в трещинах горных город соседних Медных гор. Но сами по себе граниты, из которых состоят те горы, не могут накапливать нефть и газ. Эти полезные ископаемые могут поступить только из земных глубин по образовавшимся трещинам.

Более того, найдены следы нефти в кимберлитовых трубках – тех самых, в которых природа осуществила синтез алмазов. Такие каналы взрывного разлома земной коры, образовавшиеся в результате прорыва глубинных газов и магмы, могут оказаться вполне подходящим местом и для образования нефти и газа.

Обобщив эти и множество других фактов, Кудрявцев создал свою магматическую гипотезу происхождения нефти. В мантии Земли под давлением и при высокой температуре из углерода и водорода сначала образуются сначала углеводородные радикалы СН, СН2 и СН3. Они движутся в веществе мантии от области высокого к области низкого давления. А так как в зоне разломов перепад давлений особенно ощутим, углероды и направляются в первую очередь именно сюда. Поднимаясь в слои земной коры, углеводороды в менее нагретых зонах реагируют друг с другом и с водородом, образуя нефть. Затем образовавшаяся жидкость может перемещаться как вертикально, так и горизонтально по имеющимся в породе трещинам, скапливаясь в ловушках.

Исходя из теоретических представлений, Кудрявцев советовал искать нефть не только в верхних слоях, но и глубже. Этот прогноз блестяще подтверждается, и глубина бурения с каждым годов возрастает.

В середине 60-х годов удалось ответить на такой важный вопрос: «Почему столь «нежные» углеводородные соединения, из которых состоит нефть, не распадаются в недрах Земли на химические элементы при высокой температуре?» Действительно, такое разложение вполне можно наблюдать даже в школьной лаборатории. На подобных реакциях зиждется деструктивная переработка нефти. Оказалось, что в природе дело обстоит как раз наоборот – из простых соединений

образуются сложные... Математическим моделированием химических реакций доказано, что подобный синтез вполне допустим, если к высоким температурам мы добавим еще и высокие давления. То и другое, как известно, в избытке имеется в земных недрах.

В ученом споре о возникновении нефти другая сторона – это адепты биогенной теории.

Биогенной теории придерживались многие серьезные отечественные и зарубежные ученые. Академик В.И.Вернадский, основоположник современной геохимии нефти, еще в начале века писал: «Организмы, несомненно, являются исходным веществом нефтей».

Академик И.М.Губкин в своей книге «Учение о нефти», впервые увидевшей свет в 1932 году, наиболее обстоятельно и полно подвел научный итог тогдашней истории нефтяного и газового дела.

В качестве исходного вещества для образования нефти Губкин рассматривал уже знакомый нам сапропель – битуминозный ил растительно-животного происхождения. В прибрежной полосе моря, где жизнь особенно активна, происходит сравнительно быстрое накапливание этих органических остатков. Через какое-то время они перекрываются более молодыми отложениями, которые предохраняют их от окисления. Дальнейшие процессы идут уже без доступа кислорода под воздействием анаэробных бактерий.

По мере погружения пласта, обогащенного органическими остатками, под воздействием последующего наноса и тектонических перемещений в глубину, в нем возрастают температуры и давления. Эти процессы, которые впоследствии получили название катагенеза, и приводят в конце концов к преобразованию органики в нефть.

Взгляды Губкина на образование нефти лежат в основе современной гипотезы ее органического происхождения. В наше время многие ее положения расширены и дополнены. Так, скажем, долгое время считалось, что первоначальное накопление органического вещества обязательно должно идти в океане. Но, видимо, нефть может формироваться и в континентальной обстановке, ведь в болотах, озерах, реках достаточно органического вещества.

Детально рассмотрен и сам процесс формирования нефтяных месторождений. Выделяют пять основных стадий осадконакопления и преобразования органических остатков в нефть.

Первая стадия: в осадок, образующийся в море или в пресном водоеме, вносятся органические вещества с небольшим количеством углеводородного нефтяного ряда, синтезированных живыми организмами.

Вторая стадия: накопленный на дне осадок преобразуется, уплотняется, частично обезвоживается. При этом часть вещества разлагается с выделением диоксида углерода, сероводорода, аммиака и метана. Словом, получается картина, частенько наблюдаемая на болотах.

Третья стадия: биохимические процессы постепенно затухают. Сравнительно небольшая температура земных недр на данной глубине (порядка 50 С) определяет низкую скорость реакций. Концентрация битумов и нефтяных углеводородов возрастает слабо, в составе газовых компонентов преобладает диоксид углерода.

Четвертая стадия: осадок погружается на глубину 3-4 километров, окружающие температуры возрастают до 150 С. Происходит отгонка нефтяных углеводородов из рассеянного органического вещества в пласт. Попав в проницаемые породы-коллекторы, нефть начинает новую жизнь, образует промышленные залежи.

И наконец, пятая стадия: на глубине 4,5 километра и более при температурах свыше 180 С органическое вещество прекращает выделение нефти и продолжает генерировать лишь газ.

Кроме температуры и давления в природных процессах принимает участие и электричество. Член-корреспондент АН СССР А.А.Воробьев выдвинул предположение, что в развитии нашей планеты немалую роль играли именно электрические процессы. По его мнению, горные породы обладают гораздо большими диэлектрическими свойствами, чем атмосфера. А если так, то грозы могут бушевать не только над, но и под землею.

В результате сильных электрических разрядов возникают частицы плазмы, которые обладают высокой химической активностью. Это обстоятельство, в свою очередь, создает предпосылки для протекания таких реакций, которые невозможны при обычных условиях. По мнению Воробьева, метан, выделяющийся из органических соединений, при воздействии подземного электрического разряда может подвергнуться частичному дегидрированию, образуются свободные углеводородные радикалы СН, СН2, и СН3. Соединяясь между собой, они образуют ацетилен, этилен и другие углеводороды, входящие в состав нефти.

Одним из основных механизмов электризации горных пород, согласно рассуждениям Воробьева, является трение в месте контакта горных пород при взаимном перемещении в ходе тектонических процессов. Таким образом, процессы трещинообразования в земной коре могут способствовать превращению механической энергии в электрическую.

И представьте себе, эти весьма неожиданные рассуждения нашли подтверждение в геологической практике. Еще в 1933 году было отмечено, что формы облаков в зонах разломов земной коры резко отличаются от облаков в тех местах, где трещин нет. Современные геофизические приборы указывают, что в приземном слое воздуха над зонами разломов земной коры увеличена электропроводимость.

Есть и еще одна интересная гипотеза. В соответствии с ней, нефть образуется также из органических остатков, затянутых вместе с океаническими осадками в зону, где происходил подвиг океанической плиты под континентальную. Говоря другими словами, существуют тектонические процессы, которые позволяют органическим веществам оказаться на весьма больших глубинах. При этом механизм затягивания осадков в зону подвига жестких плит аналогичен механизму попадания жидких смазочных масел в зазоры между трущимися жесткими деталями в различных технических устройствах и машинах.

Ну а дальше образовавшаяся нефть может подвергаться различным воздействиям. Например, под тяжестью литосферного выступа, наползающий с материка плиты углеводороды могут быть «выжаты» из осадочных пород и активно мигрировать в сторону надвига. Этим эффектом «горячего утюга» может быть объяснено формирование больших залежей нефти на сравнительно небольшой площади, как в районе Персидского залива.

В результате затягивания органических веществ в мантию, их последующей переработки и выброса образовавшихся углеводородов геотермальными водами в верхние слои земной коры их обнаруживают в вулканических газах во время извержений.

Такая теория, учитывающая глобальную тектонику плит земной коры, оказалась весьма продуктивной и с практической точки зрения. В США, к примеру, ведется бурение в так называемых поднаддвиговых зонах Скалистых гор. И здесь были обнаружены как нефтяные, так и газовые месторождения. А ведь по старым, классическим меркам, их здесь не должно было быть.

В 1980 году в штате Вайоминг поисковая скважина на глубине 1888 метров вошла в докембрийский фундамент, сложенный из гранита. Затем в скальных породах геонефтеразведчики прошли еще 2700 метров и обнаружили осадочные отложения мелового периода. Необъяснимое, казалось бы, чередование пород разного геологического возраста объяснялось весьма просто: на осадочные породы в свое время была надвинута плита гранита.

Бурение было продолжено, и на глубинах 5,5 километров разведчики обнаружили промышленные залежи газа. К настоящему времени в Скалистых горах ведется промышленная разработка, а прогнозные запасы оцениваются в 2,8 миллиарда тонн условного топлива. Это уникальное месторождение.

Круговорот углерода в природе

Итак, как видите, обе точки зрения достаточно продуктивны, обе опираются не только на логические заключения, но и на реальные факты. Что же, надо спорить дальше? Вряд ли... Интересную точку зрения на этот счет высказал известный геолог В.П.Гаврилов.

«Спор можно разрешить, - пишет он, - если проследить круговорот углерода в природе. Одним из первых, кто предпринял успешную попытку представить глобальный процесс круговорота углерода в природе, был В.И.Вернадский. Он считал, что углерод и его соединения, которые участвуют в строении нефти, газа, каменного угля и других пород, являются частью глобальной геохимической системы круговорота в земной коре….»

Что же, давайте проследим путь, который проделывают углерод и его соединения в природе.

Наиболее распространенным из таких соединений является диоксид углерода. Масса этого вещества в атмосфере оценивается астрономической цифрой 400 000 000 000 тонн! В процессе выветривания и фотосинтеза ежегодно из атмосферы поглощается более 800 000 000 СО2. Если бы не было механизма кругооборота, то за несколько тысяч лет углерод полностью исчез бы из атмосферы, оказался «захороненным» в горных породах. По современным оценкам, масса диоксида углерода, «спрятанного» в горных породах, примерно в 500 раз превышает его запасы в атмосфере.

Еще одним переносчиком углерода является метан. Его в атмосфере тоже не мало – около 5 000 000 000 тонн. Однако из атмосферы происходит утечка метана в стратосферу и далее в космическое пространство. Кроме того, метан расходуется и в результате фотохимических реакций. Продолжительность существования молекулы метана в атмосфере в среднем составляет 5 лет.

Следовательно, что бы пополнить его запасы, в атмосферу ежегодно должно поступать около 1 000 000 000 тонн метана из подземных запасов. И он, действительно, поступает в виде метанового испарения или, как говорил Вернадский, «газового дыхания Земли».

Если ограничиться традиционными рамками углеродного цикла, то весь резерв земной атмосферы, океана и биомассы исчерпался бы в довольно короткий срок – за 50-100 тысяч лет. Однако этого не происходит. Приходится допустить, что запасы углерода на поверхности планеты непрерывно пополняются. Основными источниками поступления углерода ученые считают космос и мантию Земли.

Космическое пространство поставляет нам углерод вместе с метеоритным веществом. Точнее будет сказать: поставляло. В настоящее время поступление космического углерода на планету незначительно – всего 0,000 000 001 от общего количества ежегодно «складируемого» в процессе осадконакопления. Но, как полагают многие специалисты, так было далеко не всегда: в прошлые геологические эпохи количество метеоритов и космической пыли было намного больше.

Второй и на сегодняшний день основной поставщик углерода – мантия планеты, причем не только во время извержения вулканов, как считалось ранее, но и при дегазации недр, за счет уже упоминавшегося газового дыхания планеты. Поскольку и здесь углеродные запасы не безграничны, то они, естественно, должны как-то пополняться. И такой механизм пополнения исправно функционирует и по сей день. Это затягивание осадков океанической коры в мантию при надвигании плит друг на друга.

Таков широкий взгляд на круговорот углерода в природе. Он должен примирить органиков и неоргаников. В самом деле: органики считают, что углерод при образовании нефти обязательно должен пройти через живой организм. И это, скорее всего, действительно так. Исследования, выполненные межпланетными автоматическими станциями, показывают, что на Венере и Марсе углеводородных газов не обнаружено – по всей вероятности потому, что на этих планетах отсутствует биосфера и земной цикл превращения углерода в углеводороды там невозможен.

Правы и неорганики: ведь сами по себе все органические вещества, составляющие жизненные циклы, когда-то образовывались из неорганических. Пока, правда, нет полной ясности, как именно это произошло, но в конце концов наука это узнает.

И стало быть, в практических поисках нефти и газа надо использовать весь арсенал теорий и гипотез, которыми располагает современная наука, не ограничивать свой взгляд какими-то искусственными шорами. И тогда успех придет. Как сказал известный американский геолог М.Хэлбути: «Я твердо убежден, что в будущем мы откроем в глобальном масштабе столько же нефти и значительно больше газа, чем открыто сегодня. Я полагаю, что нас ограничивает только недостаток воображения, решительности и технология.»

www.litsoch.ru

Теории возникновения нефти

Теории возникновения нефти

Про уголь, вы, наверно, уже знаете. Точка зрения на этот счет довольно устоявшаяся: он образовался (и продолжает образовываться) из остатков буйной вечнозеленой растительности, покрывавшей некогда всю планету, включая даже нынешние районы вечной мерзлоты, и занесенной сверху обычными горными породами, под воздействием давления недр и при недостатке кислорода.

Логично предположить, что и нефть была изготовлена по аналогичному рецепту на той же кухне природы. К 19 веку споры, в основном, сводилось к вопросу, что послужило исходным материалом, сырьем для образования нефти: остатки растений или животных?

Немецкие ученые Г.Гефер и К.Энглер в 1888 году поставили опыты по перегонке рыбьего жира при температуре 400 С и давлении порядка 1 МПа. Им удалось получить и предельные углеводороды, и парафин, и смазочные масла, в состав которых входили алкены, нафтены и арены.

Позднее, в 1919 году, академик Н.Д.Зелинский провел похожий опыт, но исходным материалом послужил органический ил растительного происхождения – сапропель – из озера Балшах. При его переработке удалось получить бензин, керосин, тяжелые масла, а также метан…

Так опытным путем была доказана теория органического происхождения нефти. Какие же тут могут быть еще сложности ?...

Но с другой стороны, в 1866 году французский химик М.Бертло высказал предположение, что нефть образовалась в недрах Земли из минеральных веществ. В подтверждение своей теории он провел несколько экспериментов, искусственно синтезировав углеводороды из неорганических веществ.

Десять лет спустя, 15 октября 1876 года, на заседании Русского химического общества выступил с обстоятельным докладом Д.И.Менделеев. Он изложил свою гипотезу образования нефти. Ученый считал, что во время горообразовательных процессов по трещинам-разломам, рассекающим земную кору, вглубь поступает вода. Просачиваясь в недра, она в конце концов встречается с карбидами железа, под воздействием окружающих температур и давления вступает с ними в реакцию, в результате которой образуются оксиды железа и углеводороды, например этан. Полученные вещества по тем же разломам поднимаются в верхние слои земной коры и насыщают пористые породы. Так образуются газовые и нефтяные месторождения.

В своих рассуждениях Менделеев ссылается на опыты по получению водорода и ненасыщенных углеводородов путем воздействия серной кислоты на чугун, содержащий достаточное количество углерода.

Правда, идеи «чистого химика» Менделеева поначалу не имели успеха у геологов, которые считали, что опыты, проведенные в лаборатории, значительно отличаются от процессов, происходящих в природе.

Однако неожиданно карбидная или, как ее еще называют, а биогенная теория о происхождении нефти получила новые доказательства – от астрофизиков. Исследования спектров небесных тел показали, что в атмосфере Юпитера и других больших планет, а также в газовых оболочках комет встречаются соединения углерода с водородом. Ну, а раз углеводороды широко распространены в космосе, значит в природе все же идут и процессы синтеза органических веществ из неорганики. Но ведь именно на этом и построена теория Менделеева.

Итак, на сегодняшний день налицо две точки зрения на природу происхождения нефти. Одна – биогенная. Согласно ей, нефть образовалась из остатков животных или растений. Вторая теория – абиогенная. Подробно разработал ее Д.И.Менделеев, предположивший, что нефть в природе может синтезироваться из неорганических соединений.

И хотя большинство геологов придерживается все-таки биогенной теории, отзвуки этих споров не затихли и по сей день. Уж слишком велика цена истины в данном случае. Если правы сторонники биогенной теории, то верно и опасение, что запасы нефти, возникшие давным-давно, вскоре могут подойти к концу. Если же правда на стороне их оппонентов, то вероятно, эти опасения напрасны. Ведь землетрясения и сейчас приводят к образованию разломов земной коры, воды на планете достаточно, ядро ее, по некоторым данным, состоит из чистого железа… Словом, все это позволяет надеяться, что нефть образуется в недрах и сегодня, а значит, нечего опасаться, что завтра она может кончиться.

Давайте посмотрим, какие доводы приводят в защиту своих точек зрения сторонники одной и другой гипотез.

Но прежде несколько слов о строении Земли. Это поможет нам быстрее разобраться в логических построениях ученых. Упрощенно говоря, Земля представляет собой три сферы, расположенные внутри друг друга. Верхняя оболочка – это твердая земная кора. Глубже расположена мантия. И наконец, в самом центре – ядро. Такое разделение вещества, начавшееся 4,5 миллиарда лет тому назад, продолжается и по сей день. Между корой, мантией ядром осуществляется интенсивный тепло- и массообмен, со всеми вытекающими отсюда геологическими последствиями – землетрясениями, извержениями вулканов, перемещениями материков...

Парад неоргаников

Первые попытки объяснить происхождение нефти относится еще ко временам античности. Сохранилось, например, высказывание древнегреческого ученого Страбона, жившего около 2000 лет тому назад: «В области аполлонийцев есть место под названием Нимфей, - писал он, - это скала, извергающая огонь, а под ней текут источники теплой воды и асфальта, вероятно, от сгорания асфальтовых глыб под землей...».

Страбон объединил в целое два факта: извержение вулканов и образование асфальтов (так он называл нефть). И... ошибся! В упомянутых им местах нет действующих вулканов. Не было их и двадцать столетий назад. То, что Страбон принял за извержения, на самом деле – выбросы, прорывы подземных вод (так называемые грязевые вулканы), сопровождающие выходы нефти и газа на поверхность. И в наши дни подобные явления можно наблюдать на Апшероне и Таманском полуострове.

Впрочем, несмотря на ошибку, в рассуждениях Страбона было здравое зерно - его толкование происхождения нефти имело под собой материалистическую почву. Эта линия прервалась надолго. Лишь в 1805 году, основываясь на собственных наблюдениях, сделанных в Венесуэле, на описаниях извержения Везувия, известный немецкий естествоиспытатель А.Гумбольд снова возвращается к материалистической точке зрения. «...Мы не можем сомневаться в том, - пишет он, - что нефть представляет продукт перегонки на громадных глубинах и происходит из примитивных горных пород, под которыми покоится энергия всех вулканических явлений.»

Неорганическая теория происхождения нефти выкристаллизовывалась постепенно, и к тому моменту, когда Менделеев выдвинул свою теорию карбидного происхождения нефти, неорганики накопили достаточное количество фактов и рассуждений. И последующие годы добавляли в их копилку новые сведения.

В 1877-1878 годах французские ученые, воздействуя соляной кислотой на зеркальный чугун и водяными парами на железо при белом калении, получили водород и значительное количество углеводородов, которые даже по запаху напоминали нефть.

Кроме вулканической гипотезы у сторонников абиогенного происхождения нефти есть еще и космическая. Геолог В.Д.Соколов в 1889 году высказал предположение, что в тот далекий период, когда вся наша планета еще представляла собой газовый сгусток, в составе этого газа присутствовали и углеводороды. По мере охлаждения раскаленного газа и перехода его в жидкую фазу, углеводороды постепенно растворялись в жидкой магме. Когда же из жидкой магмы стала образовываться твердая земная кора, она, согласно законам физики, уже не могла удержать в себе углеводороды. Они стали выделяться по трещинам в земной коре, поднимались в верхние ее слои, сгущаясь и образуя здесь скопления нефти и газа.

Уже в наше время обе гипотезы – вулканическая и космическая – были объединены в единое целое новосибирским исследователем В.Сальниковым. Он использовал предположение, что планетка, имевшая в своем составе большое количество углеводородов, находясь на чересчур низкой орбите, постепенно тормозилась о верхние слои атмосферы и в конце концов упала на Землю, как это происходит с искусственными спутниками. Резкий толчок активизировал вулканическую и горообразовательную деятельность. Миллиарды тонн вулканического пепла, мощнейшие грязевые потоки завалили принесенные из космоса углеводороды, похоронили их в глубоких недрах, где под действием высоких температур и давлений они превратились в нефть и газ.

В качестве обоснования своих выводов Сальников указывает на необычное расположение месторождений нефти и газа. Соединив между собой крупные зоны обнаруженных месторождений, он получил систему параллельных синусоидальных линий, которая, по его мнению, весьма напоминает проекции траекторий искусственных спутников Земли.

Рассказ о неорганических гипотезах нельзя будет считать полным, если не упомянуть известного геолога-нефтника Н.А.Кудрявцева. В 50-е годы он собрал и обобщил огромный геологический материал по нефтяным и газовым месторождениям мира.

Прежде всего Кудрявцев обратил внимание на то, что многие месторождения нефти и газа обнаруживаются под зонами глубинных разломов земной коры. Сама по себе такая мысль не была новой: на это обстоятельство обратил еще Д.И.Менделеев. Но Кудрявцев намного расширил географию применения таких выводов, глубже обосновал их.

Например, на севере Сибири, в районе так называемого Мархининского вала, очень часто встречаются выходы нефти на поверхность. На глубину до двух километров все горные породы буквально пропитаны нефтью. В то же время, как показал анализ, количество углерода, образовавшегося одновременно с породой чрезвычайно невелико – 0,02-0,4%. Но по мере удаления от вала количество пород, богатых органическими соединениями, возрастает, а вот количество нефти резко уменьшается.

На основании этих и других данных Кудрявцев утверждает, что нефтегазоносность Мархининского вала скорее всего связан не с органическим веществом, а с глубинным разломом, который и поставляет нефть из недр планеты.

Подобные же образования имеются в других регионах мира. Скажем, в штате Вайоминг (США) жители издавна отапливают дома кусками асфальта, который они берут в трещинах горных город соседних Медных гор. Но сами по себе граниты, из которых состоят те горы, не могут накапливать нефть и газ. Эти полезные ископаемые могут поступить только из земных глубин по образовавшимся трещинам.

Более того, найдены следы нефти в кимберлитовых трубках – тех самых, в которых природа осуществила синтез алмазов. Такие каналы взрывного разлома земной коры, образовавшиеся в результате прорыва глубинных газов и магмы, могут оказаться вполне подходящим местом и для образования нефти и газа.

Обобщив эти и множество других фактов, Кудрявцев создал свою магматическую гипотезу происхождения нефти. В мантии Земли под давлением и при высокой температуре из углерода и водорода сначала образуются сначала углеводородные радикалы СН, СН2 и СН3. Они движутся в веществе мантии от области высокого к области низкого давления. А так как в зоне разломов перепад давлений особенно ощутим, углероды и направляются в первую очередь именно сюда. Поднимаясь в слои земной коры, углеводороды в менее нагретых зонах реагируют друг с другом и с водородом, образуя нефть. Затем образовавшаяся жидкость может перемещаться как вертикально, так и горизонтально по имеющимся в породе трещинам, скапливаясь в ловушках.

Исходя из теоретических представлений, Кудрявцев советовал искать нефть не только в верхних слоях, но и глубже. Этот прогноз блестяще подтверждается, и глубина бурения с каждым годов возрастает.

В середине 60-х годов удалось ответить на такой важный вопрос: «Почему столь «нежные» углеводородные соединения, из которых состоит нефть, не распадаются в недрах Земли на химические элементы при высокой температуре?» Действительно, такое разложение вполне можно наблюдать даже в школьной лаборатории. На подобных реакциях зиждется деструктивная переработка нефти. Оказалось, что в природе дело обстоит как раз наоборот – из простых соединений образуются сложные... Математическим моделированием химических реакций доказано, что подобный синтез вполне допустим, если к высоким температурам мы добавим еще и высокие давления. То и другое, как известно, в избытке имеется в земных недрах.

В ученом споре о возникновении нефти другая сторона – это адепты биогенной теории.

Биогенной теории придерживались многие серьезные отечественные и зарубежные ученые. Академик В.И.Вернадский, основоположник современной геохимии нефти, еще в начале века писал: «Организмы, несомненно, являются исходным веществом нефтей».

Академик И.М.Губкин в своей книге «Учение о нефти», впервые увидевшей свет в 1932 году, наиболее обстоятельно и полно подвел научный итог тогдашней истории нефтяного и газового дела.

В качестве исходного вещества для образования нефти Губкин рассматривал уже знакомый нам сапропель – битуминозный ил растительно-животного происхождения. В прибрежной полосе моря, где жизнь особенно активна, происходит сравнительно быстрое накапливание этих органических остатков. Через какое-то время они перекрываются более молодыми отложениями, которые предохраняют их от окисления. Дальнейшие процессы идут уже без доступа кислорода под воздействием анаэробных бактерий.

По мере погружения пласта, обогащенного органическими остатками, под воздействием последующего наноса и тектонических перемещений в глубину, в нем возрастают температуры и давления. Эти процессы, которые впоследствии получили название катагенеза, и приводят в конце концов к преобразованию органики в нефть.

Взгляды Губкина на образование нефти лежат в основе современной гипотезы ее органического происхождения. В наше время многие ее положения расширены и дополнены. Так, скажем, долгое время считалось, что первоначальное накопление органического вещества обязательно должно идти в океане. Но, видимо, нефть может формироваться и в континентальной обстановке, ведь в болотах, озерах, реках достаточно органического вещества.

Детально рассмотрен и сам процесс формирования нефтяных месторождений. Выделяют пять основных стадий осадконакопления и преобразования органических остатков в нефть.

Первая стадия: в осадок, образующийся в море или в пресном водоеме, вносятся органические вещества с небольшим количеством углеводородного нефтяного ряда, синтезированных живыми организмами.

Вторая стадия: накопленный на дне осадок преобразуется, уплотняется, частично обезвоживается. При этом часть вещества разлагается с выделением диоксида углерода, сероводорода, аммиака и метана. Словом, получается картина, частенько наблюдаемая на болотах.

Третья стадия: биохимические процессы постепенно затухают. Сравнительно небольшая температура земных недр на данной глубине (порядка 50 С) определяет низкую скорость реакций. Концентрация битумов и нефтяных углеводородов возрастает слабо, в составе газовых компонентов преобладает диоксид углерода.

Четвертая стадия: осадок погружается на глубину 3-4 километров, окружающие температуры возрастают до 150 С. Происходит отгонка нефтяных углеводородов из рассеянного органического вещества в пласт. Попав в проницаемые породы-коллекторы, нефть начинает новую жизнь, образует промышленные залежи.

И наконец, пятая стадия: на глубине 4,5 километра и более при температурах свыше 180 С органическое вещество прекращает выделение нефти и продолжает генерировать лишь газ.

Кроме температуры и давления в природных процессах принимает участие и электричество. Член-корреспондент АН СССР А.А.Воробьев выдвинул предположение, что в развитии нашей планеты немалую роль играли именно электрические процессы. По его мнению, горные породы обладают гораздо большими диэлектрическими свойствами, чем атмосфера. А если так, то грозы могут бушевать не только над, но и под землею.

В результате сильных электрических разрядов возникают частицы плазмы, которые обладают высокой химической активностью. Это обстоятельство, в свою очередь, создает предпосылки для протекания таких реакций, которые невозможны при обычных условиях. По мнению Воробьева, метан, выделяющийся из органических соединений, при воздействии подземного электрического разряда может подвергнуться частичному дегидрированию, образуются свободные углеводородные радикалы СН, СН2, и СН3. Соединяясь между собой, они образуют ацетилен, этилен и другие углеводороды, входящие в состав нефти.

Одним из основных механизмов электризации горных пород, согласно рассуждениям Воробьева, является трение в месте контакта горных пород при взаимном перемещении в ходе тектонических процессов. Таким образом, процессы трещинообразования в земной коре могут способствовать превращению механической энергии в электрическую.

И представьте себе, эти весьма неожиданные рассуждения нашли подтверждение в геологической практике. Еще в 1933 году было отмечено, что формы облаков в зонах разломов земной коры резко отличаются от облаков в тех местах, где трещин нет. Современные геофизические приборы указывают, что в приземном слое воздуха над зонами разломов земной коры увеличена электропроводимость.

Есть и еще одна интересная гипотеза. В соответствии с ней, нефть образуется также из органических остатков, затянутых вместе с океаническими осадками в зону, где происходил подвиг океанической плиты под континентальную. Говоря другими словами, существуют тектонические процессы, которые позволяют органическим веществам оказаться на весьма больших глубинах. При этом механизм затягивания осадков в зону подвига жестких плит аналогичен механизму попадания жидких смазочных масел в зазоры между трущимися жесткими деталями в различных технических устройствах и машинах.

Ну а дальше образовавшаяся нефть может подвергаться различным воздействиям. Например, под тяжестью литосферного выступа, наползающий с материка плиты углеводороды могут быть «выжаты» из осадочных пород и активно мигрировать в сторону надвига. Этим эффектом «горячего утюга» может быть объяснено формирование больших залежей нефти на сравнительно небольшой площади, как в районе Персидского залива.

В результате затягивания органических веществ в мантию, их последующей переработки и выброса образовавшихся углеводородов геотермальными водами в верхние слои земной коры их обнаруживают в вулканических газах во время извержений.

Такая теория, учитывающая глобальную тектонику плит земной коры, оказалась весьма продуктивной и с практической точки зрения. В США, к примеру, ведется бурение в так называемых поднаддвиговых зонах Скалистых гор. И здесь были обнаружены как нефтяные, так и газовые месторождения. А ведь по старым, классическим меркам, их здесь не должно было быть.

В 1980 году в штате Вайоминг поисковая скважина на глубине 1888 метров вошла в докембрийский фундамент, сложенный из гранита. Затем в скальных породах геонефтеразведчики прошли еще 2700 метров и обнаружили осадочные отложения мелового периода. Необъяснимое, казалось бы, чередование пород разного геологического возраста объяснялось весьма просто: на осадочные породы в свое время была надвинута плита гранита.

Бурение было продолжено, и на глубинах 5,5 километров разведчики обнаружили промышленные залежи газа. К настоящему времени в Скалистых горах ведется промышленная разработка, а прогнозные запасы оцениваются в 2,8 миллиарда тонн условного топлива. Это уникальное месторождение.

Круговорот углерода в природе

Итак, как видите, обе точки зрения достаточно продуктивны, обе опираются не только на логические заключения, но и на реальные факты. Что же, надо спорить дальше? Вряд ли... Интересную точку зрения на этот счет высказал известный геолог В.П.Гаврилов.

«Спор можно разрешить, - пишет он, - если проследить круговорот углерода в природе. Одним из первых, кто предпринял успешную попытку представить глобальный процесс круговорота углерода в природе, был В.И.Вернадский. Он считал, что углерод и его соединения, которые участвуют в строении нефти, газа, каменного угля и других пород, являются частью глобальной геохимической системы круговорота в земной коре….»

Что же, давайте проследим путь, который проделывают углерод и его соединения в природе.

Наиболее распространенным из таких соединений является диоксид углерода. Масса этого вещества в атмосфере оценивается астрономической цифрой 400 000 000 000 тонн! В процессе выветривания и фотосинтеза ежегодно из атмосферы поглощается более 800 000 000 СО2. Если бы не было механизма кругооборота, то за несколько тысяч лет углерод полностью исчез бы из атмосферы, оказался «захороненным» в горных породах. По современным оценкам, масса диоксида углерода, «спрятанного» в горных породах, примерно в 500 раз превышает его запасы в атмосфере.

Еще одним переносчиком углерода является метан. Его в атмосфере тоже не мало – около 5 000 000 000 тонн. Однако из атмосферы происходит утечка метана в стратосферу и далее в космическое пространство. Кроме того, метан расходуется и в результате фотохимических реакций. Продолжительность существования молекулы метана в атмосфере в среднем составляет 5 лет.

Следовательно, что бы пополнить его запасы, в атмосферу ежегодно должно поступать около 1 000 000 000 тонн метана из подземных запасов. И он, действительно, поступает в виде метанового испарения или, как говорил Вернадский, «газового дыхания Земли».

Если ограничиться традиционными рамками углеродного цикла, то весь резерв земной атмосферы, океана и биомассы исчерпался бы в довольно короткий срок – за 50-100 тысяч лет. Однако этого не происходит. Приходится допустить, что запасы углерода на поверхности планеты непрерывно пополняются. Основными источниками поступления углерода ученые считают космос и мантию Земли.

Космическое пространство поставляет нам углерод вместе с метеоритным веществом. Точнее будет сказать: поставляло. В настоящее время поступление космического углерода на планету незначительно – всего 0,000 000 001 от общего количества ежегодно «складируемого» в процессе осадконакопления. Но, как полагают многие специалисты, так было далеко не всегда: в прошлые геологические эпохи количество метеоритов и космической пыли было намного больше.

Второй и на сегодняшний день основной поставщик углерода – мантия планеты, причем не только во время извержения вулканов, как считалось ранее, но и при дегазации недр, за счет уже упоминавшегося газового дыхания планеты. Поскольку и здесь углеродные запасы не безграничны, то они, естественно, должны как-то пополняться. И такой механизм пополнения исправно функционирует и по сей день. Это затягивание осадков океанической коры в мантию при надвигании плит друг на друга.

Таков широкий взгляд на круговорот углерода в природе. Он должен примирить органиков и неоргаников. В самом деле: органики считают, что углерод при образовании нефти обязательно должен пройти через живой организм. И это, скорее всего, действительно так. Исследования, выполненные межпланетными автоматическими станциями, показывают, что на Венере и Марсе углеводородных газов не обнаружено – по всей вероятности потому, что на этих планетах отсутствует биосфера и земной цикл превращения углерода в углеводороды там невозможен.

Правы и неорганики: ведь сами по себе все органические вещества, составляющие жизненные циклы, когда-то образовывались из неорганических. Пока, правда, нет полной ясности, как именно это произошло, но в конце концов наука это узнает.

И стало быть, в практических поисках нефти и газа надо использовать весь арсенал теорий и гипотез, которыми располагает современная наука, не ограничивать свой взгляд какими-то искусственными шорами. И тогда успех придет. Как сказал известный американский геолог М.Хэлбути: «Я твердо убежден, что в будущем мы откроем в глобальном масштабе столько же нефти и значительно больше газа, чем открыто сегодня. Я полагаю, что нас ограничивает только недостаток воображения, решительности и технология.»

globuss24.ru

Неорганическое происхождение нефти

 

Сторонники неорганического происхождения нефти заявили о себе в XVIII в. Начиная с А.Гумбольда основным доводом в пользу неорганического происхождения нефти была связь нефтепроявлений с деятельностью вулканов (вулканическая гипотеза). До середины XIX в. использовалась только нефть естественных выходов, распространенная в тектонически активных областях – Средиземноморье, Венесуэла, Калифорния и др. Поэтому нефтепроявления (и генезис нефти!) связывались с эндогенными процессами [13, 37].

Научные концепции неорганического происхождения нефти возникли во второй половине XIX в. К этому времени относятся успешные эксперименты по неорганическому синтезу сложных органических соединений, в т.ч. углеродистых (М. Бертло, С. Клоэц /1877-1878/), позволившие высказать идею о минеральном синтезе нефти.

В конце XIX в. появились гипотезы Д.И.Менделеева о неорганическом происхождении нефти и В.Д.Соколова о космическом происхождении нефти [13, 37].

15 октября 1876 г. на заседании Русского химического общества Д.И.Менделеев изложил свою неорганическую гипотезу происхождения нефти, названную карбидной. Он считал, что внутри Земля состоит из расплавленных металлов (преимущественно железа), содержащих углерод (карбиды). Расплавленное металлическое ядро земного шара (барисфера) покрыто сравнительно тонкой твердой корой (литосфера). В литосфере также должны содержаться карбиды металлов (FeC и др.) в твердом и жидком состоянии. С ними он и связывает образование нефти. Во время горообразования по трещинам (разломам) поверхностная вода просачивалась вглубь Земли к металлическим массам. Взаимодействие с карбидами железа приводило к образованию окислов металла и УВ.

Согласно реакции Энглера: 2FeC + 3h3O = Fe2O3 + C2H6

УВ по трещинам поднимались в верхние холодные слои земной коры, где они конденсировались и накапливались в пористых породах, образуя залежи. Этот процесс, по мнению Д.И.Менделеева, наблюдался не только в прошлом геологической истории, но происходит и сейчас (залежи пополняются по мере их истощения – Шебелинское газовое месторождение и др.). От геолога-нефтяника Г.В.Абиха он узнал, что часто месторождения нефти и газа территориально приурочены к сбросам. В этом Д.И.Менделеев видел неоспоримое доказательство своих воззрений. Позднее выяснилось, что его гипотеза не выдерживает критики. Но заслуга Д.И.Менделеева в том, что он привлек внимание ученых к проблеме происхождения нефти и газа и правильно оценивал практическое значение вопросов о природе нефти [13].

Заслуживает внимания космическая гипотеза В.Д.Соколова, выдвинутая им в 1892 г. По его мнению в составе первичного газопылевого облака, из которого образовалась ЗЕМЛЯ и другие планеты находилсь углеводороды. По мере формирования ЗЕМЛИ они оказались в ее глубинном веществе, составляющем вторую оболочку планеты – мантию. В дальнейшем при остывании мантии УВ начали выделяться из нее и проникать по трещинам в рыхлые породы земной коры. Это гипотеза В.Д Соколова - одна из разновидностей представлений о глубинном происхождении нефти.

Как показало время, в работе, опубликованной более чем на 100 дет раньше, М.В.Ломоносов оказался многократно ближе к истине [31].

В Москве в 1968 г. на Международном симпозиуме по происхождению нефти выступил Н.А.Кудрявцев – лидер сторонников абиогенного синтеза, доклад которого был освистан … [37]. Несмотря на это теория абиогенного синтеза в СССР продолжала развиваться трудами Н.А.Кудрявцева, Н.С.Бескровного, А.Е.Лукина, П.Н.Кропоткина, В.Б.Порфирьева [491], Ф.А.Летникова, А.А.Маркушева, В.А.Жарикова, Б.М.Валиева, В.А.Краюшкина, М.Г.Гринберг, Г.Н.Доленко[30, 301], Э.Б.Чекалюк и другие очень крупные ученые. Большой вклад в это направление внесла украинская школа геологов во главе с В.Б.Порфирьевым. На Украине в этом направлении продолжают плодотворно работать его последователи В.А.Краюшкин, А.Е.Лукин, В.И.Созанский и другие. Большой вклад в изучение абиогенного синтеза нефти в формировании и переформировании нефтяных месторождений внесли ученые-геологи Республики Татарстана (РТ) [37].

Сторонники неорганического происхождения нефти, обладавшие острым критическим умом, великолепно владевшие достижениями современной геологии и геохимии, видя слабые стороны органической теории образования нефти и газа, какой она была в начале второй половины XX столетия, указывали «органикам» не нерешенные вопросы и тем самым активизировали исследования по многим направленям. Они, «неорганики», выдвинули несколько положений, которые по их мнению, невозможно объяснить с позиций органической гипотезы. Основные из них следующие: существование в природе огромных скоплений нефти, часто наблюдаемая приуроченность месторождений нефти и газа к зонам разломов, нахождение включений нефти и газа в магматических породах, образование которых связано с остыванием магмы, нахождение нефти в кратерах вулканов, кимберлитовых трубках и в вулканических газах.

Н.А.Кудрявцев[33, 34]: нефть и газ образуются из реакционных смесей Н, СО2, СН4 и других простейших углеродистых соединений в результате осуществления реакций типа: СО + 3Н2 = СН4 + Н2О.

Сторонники эндогенного синтеза, связывая процессы нефтегазообразования с глубинной дегазацией, приводят новые факты, свидетельствующие о «несостоятельности» биогенного происхождения нефти: присутствие углеводородных газов, главным образом, метана в вулканических эманациях, изверженных породах фундамента; повышенная металлоносность твердых нафтидов, обогащенность их ураном, редкими и редкоземельными элементами; результаты эксперементов по абиогенному синтезу УВ.

Они объясняют абиогенное происхождение нефти путем синтеза УВ из оксидов углерода и водорода (реакция Фишера – Тропша). Каталитический синтез УВ давно освоен химической промышленностью. Его осуществляют при t= 150-300оС, в качестве катализаторов используют Co, Ni, Pt и элементы VIII группы.

Общий вид реакции Фишера – Тропша: nCO+(2n+1)h3→Cnh3n+2+nh3O

Согласно данной реакции при разных условиях могут быть образованы н-алканы, изопреноиды, ни нафтены, широко распространенные во всех природных нефтях … [42].

В пользу эндогенного происхождения УВ газов часто приводится повышенная концентрация в них гелия (He) и водорода (Н). В качестве критерия генезиса газов используется их изотопный состав.

Единственным газом, изотопный состав которого в мантийном и коровом резервуарах резко различен, является He. Наличие ювенильной примеси гелия позволяет оценить и возможную долю УВ-газов и прежде всего метана, мантийного генезиса (в современной мантии СН4/3Не = 10-6 [37].

В СССР создана теория абиогенного синтеза нефти [37]:

1) В её основе лежат процессы дегазации глубинных сфер земли, являющиеся основным процессом развития нашей планеты, одной из проявления которых являются глубинные восстановительные флюиды, контролирующие процессы метасоматоза, литогенеза, образования нефтяных и рудных месторождений.

2) Существование в глубокопогруженных осадочных бассейнах и их кристаллическом фундаменте путей миграции глубинных флюидов через глубинные разломы, дизъюнктивные узлы – места сопряжения зон глубинных разломов на границах крупных блоков земной коры, которые рассматриваются как дискретные каналы, наиболее благоприятные для миграции больших масс флюидов и переноса эндогенной энергии, в т.ч. тепла, в верхние геосферы.

3) Существование в осадочных бассейнах узлов нефтегазонакопления, а в их кристаллическом основании разуплотненных зон, надежно перекрытых плотными породами-покрышками.

Сторонники неорганического синтеза для объяснения нефтегазообразования привлекают как эндогенный генезис УВ флюидов, так и метасоматический [322]. В 2000 г. появились публикации снова привлекающие космос для образования УВ нефти /Ю.Р.Каграманов, А.Г.Егикян, 2000/ [37].

Вопрос о происхождении нефти до настоящего времени остается открытым – дискуссионным. В последние годы появляются теории, пытающиеся связать воедино органическую и неорганическую гипотезы, например, осадочно-неорганическая теория И.И.Чебаненко, В.П.Клочко и др. [41].

 

Похожие статьи:

poznayka.org

органическая и неорганическая. Стадии образования нефти. На сколько лет хватит нефти

Относительно теории происхождения нефти учёные к единому мнению не пришли. Это очень сложный вопрос, и проблема его разрешения не по силам пока ни геологии газа и нефти, ни всему естествознанию, которое в данный момент доступно человечеству. О происхождении нефти говорят не только теоретики, но и практики. Знаменитейший геолог-нефтяник И. М. Губкин в тридцатых годах прошлого века писал об этом много и интересно, обсуждая различные теории происхождения нефти. Мы вообще можем только догадываться, что за процессы прошли в течение миллиардов лет под земной корой, наша планета для нас во многом ещё загадка. Человек мало знает об истинном ходе процессов геоэволюции, поэтому теории происхождения нефти весьма многочисленны.

теории происхождения нефти

Две основные теории

Когда человечество получит полные знания об условиях, которые способствуют возникновению нефти, когда изучит, как именно формируются залежи её в земной коре, когда познакомится со всеми без исключения структурными формами пластов, их литологическими особенностями, которые благоприятны для появления и скопления нефти, - только тогда разведка и поиск месторождений будут проводиться действительно целесообразно. Как только начала развиваться геологическая наука, наметились две основные теории происхождения нефти. Первая связывает её образование с живым веществом. Это органическая теория происхождения нефти. Вторая говорит о том, что и газ, и нефть возникли благодаря синтезу водорода и углерода при высоких давлениях и температурах в глубине земной коры. Это неорганическая теория происхождения нефти.

История утверждает, что органическая теория появилась позже неорганической: до середины девятнадцатого века нефть добывалась только там, где соприкасалась с поверхностью земли - в Калифорнии, в Средиземноморье, в Венесуэле и некоторых других местах. Немецкий учёный Гумбольдт предполагал, как образуется нефть: так же, как асфальт, в результате действия вулканов. Чуть позже, во второй половине девятнадцатого века, химики уже умели в лабораториях синтезировать ацетилен С2Н2 с углеводородами метанового ряда. Ещё позже нашим Дмитрием Ивановичем Менделеевым была предъявлена миру собственная "карбидная", а не органическая теория происхождения нефти. Геолог и учёный Губкин яростно её критиковал.

нефть сегодня

Менделеев и Губкин

В 1877 году мэтр выступил в Русском химическом обществе относительно гипотезы происхождения нефти. Она была основана на огромном фактическом материале, а потому немедленно стала популярной. Судя по предъявленным доказательствам, все на тот момент открытые месторождения сконцентрировались на краях горно-складчатых образований, они вытянуты в длину и расположены вблизи зон крупных разломов. По Менделееву, через разломы вглубь Земли попадает вода и вступает в реакцию с карбидами металлов, таким образом, способствуя возникновению нефти, которая затем поднимается и образует залежи. Формула Менделеева выглядит так: 2FeC+3h3O=Fe2O3+C2H6. Судя по его гипотезе (как образуется нефть), процесс этот происходит всегда, а не только в далёкие геологические периоды.

И. М. Губкин карбидную теорию критиковал повсеместно. Этот вариант не может удовлетворить хорошо знающего геологию человека, который уверен, что нефть вполне прекрасно образовалась и там, где вообще нет никаких разломов, проводящих воду к жидким карбидам. Таких трещин просто не существует в природе - от ядра Земли к поверхности. Базальтовый пояс не даст ни воде проникнуть вглубь, ни готовой нефти подняться наружу. Тем более что против этой теории говорит вся нефть, сегодня добываемая с огромных глубин. Аргументом Губкину служило ещё и то, что нефть, образованная неорганическим путём, оптически неактивна, а вот природная - активна, даже способна вращаться в плоскости поляризации света.

как образуется нефть

Космос - третья теория

Очень популярна была и космическая теория относительно того, как образуется нефть. Сегодня, с наступлением на космос современных технологий, и она потерпела сокрушительное фиаско. Русский геолог Н. А. Соколов обнародовал свою теорию космического происхождения нефти в далёком 1892 году, основываясь на том, что углеводороды существовали на нашей планете всегда, в самом первозданном её виде, а образовывались они при высоких температурах, когда Земля только формировалась. Охлаждаясь, планета поглощала нефть, растворяя её в жидкой магме. После образования твёрдой земной коры магма как бы отдала углеводороды, которые по трещинам и поднялись в верхние её части, где сгустились от охлаждения и образовали некие скопления. Аргументами Соколову служило то, что углеводороды были обнаружены в массе метеоритов.

Губкин и эту теорию раскритиковал в пух и прах, обвинил в том, что её основаниями служат чисто теоретические выкладки, которые геологическими наблюдениями ни разу не подтверждались. Он вообще был уверен, что неорганической нефти в природе почти нет, а та, что есть, не может иметь практического значения. Основная масса нефтяных залежей всё-таки содержит вещество, прошедшее все стадии образования нефти, и именно органическим путём. Последующее обсуждение этой проблемы происходило почти сто лет, с такими же спорами и отсутствием согласия. Советские учёные-нефтяники выдвинули наиболее обоснованную теорию неорганического происхождения нефти.

органическая теория происхождения нефти

Учёные Советского Союза

Кропоткин, Порфирьев, Кудрявцев и другие их единомышленники попытались доказать, что из водорода и углерода, которых достаточное количество в магме, получаются радикалы СН, Ch3, Ch4, выделяющиеся из неё вместе с кислородом, что и служит исходным материалом в холодных зонах для образования нефти. Кудрявцев был уверен, что абиогенное происхождение нефти позволяет ей проходить вместе с газами в осадочную оболочку планеты по глубинным разломам именно из мантии Земли. Порфирьев возражал, что нефть поступала не в форме радикалов углеводорода из глубинных зон, а уже полностью обладая всеми свойствами готовой естественной нефти, пробиваясь сквозь пористые породы. Он не мог ответить только на вопрос о том, на какой глубине нефть находилась до миграции? Несомненно, что в подкорковых зонах, но вся эта теория так же точно недоказуема, как и предыдущие.

Неорганическое происхождение нефти подкреплялось следующими аргументами:

1. В фундаментальных кристаллических породах тоже есть месторождения.

2. Примеси газа и нефти обнаружены вместе с углеводородами в выбросах вулканов, в "трубках взрыва", в космосе.

3. Углеводороды можно получить лабораторным путём, создавая условия высоких давлений и температур.

4. Углеводородные газы и жидкие флюиды углеводородов присутствуют в скважинах, которые вскрывают кристаллический фундамент (в Швеции, Татарстане и других местах).

5. Органическая теория никак не может объяснить наличие громадных концентраций нефти и гигантских месторождений.

6. Залежи газа имеют кайнозойский возраст, а нефти - постпалеозойский на древних горных платформах.

7. Нефтяные месторождения чаще всего связаны с глубинными разломами.

гипотезы происхождения нефти

Органическая теория

В последние годы появилось достаточно много публикаций с новыми данными. Например, жидкая нефть обнаружена в океанах, в спрединговых их зонах. Большинство этих фактов говорит о неорганическом происхождении нефти. Однако всё равно она обоснована достаточно скупо и слабо. Потому и сторонников у неё по сей день очень мало. Подавляющее большинство учёных-геологов и за рубежом, и в нашей стране придерживаются органической теории возникновения нефти. Чем же так привлекательна эта теория?

Биогенное происхождение нефти подразумевает возникновение её из органического вещества осадочных субаквальных отложений. Характер этого процесса явно стадийный. Сторонники биогенной теории уверены, что нефть - продукт, получившийся посредством превращения из органического вещества. Это остатки животного и растительного мира в осадочных отложениях морского происхождения, коих на один кубический метр породы соленосных отложений приходятся буквально граммы, но в горючих сланцах на тот же кубический метр осадочных отложений может приходиться до шести килограмм. В глинах - полкилограмма, в алевролитах - двести грамм, в известняках - двести пятьдесят.

Два вида органического вещества

Сапропель и гумус - всякий человек, увлекающийся растениеводством, знает, что это такое. Если органическое вещество накапливается под водой, где доступ воздуха недостаточен, но он есть, оно перегнивает, получается гумус - главная часть почвы, обеспечивающая плодородие. Если же под водой, но без доступа кислорода накапливается органическое вещество, тогда происходит "медленная перегонка", восстановительный химический процесс - гниение. Мелкие бассейны с застойной водой всегда имеют огромное количество сине-зелёных водорослей, планктона, в том числе и членистоногих, которые живут недолго и умирают в громадных количествах.

На дне образуется мощный слой органического ила - сапропеля. Таковы прибрежные части морей, лагуны, лиманы. При сухой перегонке сапропель выдаёт двадцать пять процентов веса похожих на нефть жирных масел. А образование нефти - процесс настолько долгий и сложный, что проследить за всеми его стадиями человек не имеет возможности, он находит только результат - огромные месторождения и залежи нефти. А процессы шли тысячелетиями в нефтематеринских свитах, где самые разнообразные отложения формировались на дне океанов и содержали рассеянное вещество органического происхождения в количествах не ниже кларка - четырёхсот грамм на кубический метр.

стадии образования нефти

Потенциал

Нефтематеринские отложения с самым высоким потенциалом - глинисто-карбонатные, в которых содержится органическое вещество сапропель. Называются такие отложения доманикитами. Они есть во всех докембрийских толщах, в системах фанерозоя, причём на одинаковых стратиграфических уровнях совершенно разных континентов. Каким же образом так получилось? Три с половиной миллиарда лет назад на земле зародилась жизнь. В кембрийскую эпоху водная оболочка Земли уже имела самые разнообразные формы органики. Ранний палеозой был представлен необъятными морями и океанами, где водорослей и беспозвоночных уже было огромное количество видов.

И далеко не сразу весь этот органический мир устремился на сушу. Самые лучшие условия для жизни создавались в водоёмах на глубине от шестидесяти до восьмидесяти метров - чаще всего это шельфы подводных границ континентов. Чем ближе к суше, тем органического вещества в отложениях больше. Внутриконтинентальные моря содержат до пятидесяти процентов всей отложившейся органики. Наилучшие условия для создания нефти - прибрежные части морей. Родиной нефти являются древние моря, а не болота в пресноводных бассейнах.

Стадии образования нефти

Академик Губкин утверждал, что нефтеобразование не может обойтись без прохождения определённых стадий. Первые - седиментогенез и диагенез, когда идёт формирование газоматеринских и нефтематеринских осадков, то есть - исходного органического вещества. Первая стадия несёт с собой такие биохимические процессы, при которых образуется кероген и изобилие газообразных веществ, которые постепенно рассеиваются.

Некоторая часть их растворяется и концентрируется, иногда даже представляя интерес промышленной добычи (пятьдесят миллиардов кубических метров метана в африканском озере, например, или в Японии тоже из моря добывается газ, в котором до девяноста семи процентов метана). Однако на этой стадии нефть ещё не образовалась. А вот дальнейшее погружение ведёт разведчика к нефтематеринским породам зоны катагенеза, где уже возникают из исходного органического вещества аммиак, сероводород, метан, углекислый газ, а с ними и жидкие продукты углеводородов.

Фазы и зоны

Главной фазой является нефтеобразование в стадии катагенеза на глубине двух-трёх километров отложений при температуре от восьмидесяти до ста пятидесяти градусов по Цельсию. Оптимальными условиями являются как раз те, при которых решающий фактор - высокая температура. Нефтегазогенерация имеет и конкретные зоны по глубине залегания. До ста пятидесяти метров зона биохимическая, для которой характерно развитие в органическом веществе биохимических процессов с выделением газов.

От одного до полутора километров вниз - переходная зона, где затухают все биохимические процессы. Третья зона от полутора до шести километров - термокаталитическая, она особо важна для образования нефти. И четвёртая - газовая, где образуется в основном метан. Видно, что процесс и начинается с образования газа, и сопровождает нефтеобразование на всех этапах, и завершает этот процесс. Зональность эта вертикальная, а распределение углеводородов в месторождениях - горизонтальное.

неорганическая теория происхождения нефти

Добыча

Раньше нефть добывали там, где она почти вплотную подходит к поверхности. Сейчас добыча её увеличилась многократно, а потому и скважины просто поражают своей протяжённостью. Самые длинные были пробурены в СССР: на Сахалине - гораздо более двенадцати километров, и на Кольском полуострове - 12262 метра. В Катаре горизонтальная скважина более двенадцати километров, в США - две девятикилометровые скважины. В баварских горах Германии есть такая же девятикилометровая скважина, из которой ничего не добывалось и не добывается, хотя потратили на неё триста тридцать семь миллионов долларов. В Австрии было найдено небольшое месторождение нефти, которое неожиданно оказалось гораздо больше разведанного, но нефть обнаружилась на глубине более восьми километров. При ближайшем рассмотрении это скопление оказалось не нефтью, а газом, который добывать было невозможно - геологические особенности этого участка не позволили. А скважину всё-таки пробурили, но не нашли вообще ничего, даже сланцев, которые можно было бы добывать.

Всем странам нужна нефть. Из-за её отсутствия постоянно начинаются войны. Добывается она сейчас в невиданных ранее количествах. Земля уже буквально обескровлена. Эксперты-энергетики подсчитали, на сколько лет хватит нефти, имеющейся в недрах Земли. И оказалось, что уже разведанных запасов осталось всего на пятьдесят шесть лет. Конечно, полностью она не исчезнет. Люди уже умеют добывать нефть из сланцев, нефтеносного песка, из природных битумов и много чего ещё. Венесуэле хватит нефти на сто лет, Саудовской Аравии - почти на семьдесят, России - менее тридцати лет осталось бытия нефтегазовым гигантом.

загрузка...

worldfb.ru