| Olajképződés | |
|---|---|
| Az olaj eredete | |
| Az olaj Abiogén eredete | |
| Az olaj biogén eredete |
Az olaj abiogén eredete (szervetlen vagy ásványi eredetű olaj) - az olaj eredetének elméletei, amelyek szerint az olaj különféle szervetlen eredetű elemekből alakult ki, nagy mélységben, magas hőmérsékleten és nyomáson lejátszódó kémiai reakciók során.
Az olajlelőhelyek elsőbbségére vonatkozó elméletek alternatívát jelentenek a szerves olajképződés elméleteivel szemben .
Az abiogén eredetre utaló hipotéziseket a 20. század elején-közepén az analitikai kémia fejlett módszereinek kidolgozása és a tömegspektrometria megjelenése előtt számos tudós többször megfogalmazta [1] .
Az olaj szervetlen eredetének hipotézise azon a tényen alapszik, hogy a köpenykamrákban rendkívül nagy mélységben végbemenő szervetlen szintézis eredményeként kolosszális nyomás és magas hőmérséklet mellett szervetlen szénből és hidrogénből szénhidrogének képződnek [4] .
Az abiogén hipotéziseket az 1950-es években újjáélesztették, de főleg csak orosz nyelven publikálták őket. Az abiogén hipotézis Nyugaton népszerűbbé vált Thomas Gold csillagásznak köszönhetően , aki kutatásait angolul publikálta [1] [5] .
Bár az abiogén hipotézist a Szovjetunió számos geológusa elfogadta, a 20. század végén elvesztette hitelét, mivel nem tette lehetővé az új olajmezők felfedezésének hatékony előrejelzését [1] [5] . Elsöprő mennyiségű bizonyíték tanúskodik az emberiség által termelt olaj eredete mellett a biogén elmélet szerint [1] .
A külföldi tudományos áttekintésekben két leggyakoribb abiogén hipotézis létezik az olaj eredetéről: [1] [5] [6]
A szovjet hipotézis a bolygó elsődleges ásványaiból származó olaj mély abiogén eredetéről. A hipotézis alapjait N. A. Kudrjavcev az összuniós olajkonferenciákon elhangzott beszédeiben, valamint egy 1951-es cikkében ismertette [7] . Ezután S. Ivanov és K. Ivanov , Yu. N. Fedorov, L. A. Petrov, V. B. Porfiriev (Szovjetunió), AM Cruse, JS Seewald (USA) és mások munkáiban fejlesztették ki [4] .
Az orosz nyelvű tudományban való népszerűségük ellenére a Volga és az Urál régió legnagyobb olajlelőhelyeit a hipotézis népszerűsítése előtt fedezték fel; Kudrjavcev és Porfiriev elméleteinek előrejelzései túlságosan elvont és homályosak voltak ahhoz, hogy segítsenek a lerakódások felfedezésében [5] .
Thomas Gold hipotézisét a Föld köpenyéből kiáramló, mélyen fekvő metánból származó olaj eredetéről 1979-1998-ban tették közzé. Gold elismerte, hogy ez a metán részben újrahasznosítható mikroorganizmusok részvételével ( mélyen forró bioszféra ), ami véleménye szerint megmagyarázza a biomarkerek jelenlétét az olajban. A baktériumok létezéséhez azonban legfeljebb 5-10 km mélységben 110-150 Celsius-foknál magasabb hőmérsékletre van szükség, de a metán átalakulása összetettebb szénhidrogénekké csak a mélységnek megfelelő 30 kilobar feletti nyomáson megy végbe. több száz kilométeres nagyságrendű [5] .
Az ultramély olajmezőkön szerzett tények az olaj mélységi eredetére vonatkozó elképzelések mellett tanúskodnak. Az olajképző hidrogén-szén rendszer metastabil. Alacsony nyomáson minden nehéz szénhidrogén instabil a metán és a sztöchiometrikus mennyiségű hidrogén tekintetében. A metán alacsony nyomáson és bármilyen hőmérsékleten nem polimerizálódik nehéz szénhidrogénekké. A hőmérséklet alacsony nyomáson történő emelkedése azonban megnövelné a nehéz szénhidrogénmolekulák bomlásának sebességét. Mivel az összes biotikus molekula kémiai potenciálja alacsonyabb, mint a metán kémiai potenciálja, az ilyen szénhidrogének nem képződhetnek egyetlen biotikus molekulából sem. A természetes rendszerekhez hasonló összetételű szénhidrogén-rendszerek szintéziséhez 700-1800 K hőmérsékletre és 15-80 kbar nyomásra van szükség, ilyenek például a Föld felső köpenyében 50-240 km mélységben. Mély vetőkön keresztül a köpenyben képződött szénhidrogének behatolnak a földkéregbe, ahol olaj- és gázmezőket képeznek. Ez főként az óceáni és kontinentális litoszféra lemezek perem- és belső hasadékain, valamint az üledékes medencék aljzatának mélyebb vetődési zónáiban fordul elő [4] .
Szovjet, orosz, amerikai, nyugat-európai és kínai tudósok [8] kísérletei kimutatták, hogy szervetlen komponensekből a Föld felső köpenyének viszonyaihoz hasonló nagy nyomáson és hőmérsékleten nehéz szénhidrogének keveréke szintetizálódik, amely összetételében hasonló a természeteshez. olaj, amelynek mennyisége a nyomás növekedésével növekszik. Így a nehéz szénhidrogének jelenléte az olajban magas generációs nyomást jelez. A biomarkerek természetes olajokban való jelenléte pedig nem a szerves eredetükhöz köthető, hanem a szerves anyagokat tartalmazó üledékes rétegeken keresztül történő szűrés során bekövetkező felhalmozódáshoz [4] .
A szervetlen olajképződés elméleteinek megvan az az előnye, hogy meg tudják magyarázni bizonyos mennyiségű hidrogén jelenlétét a nyersolajban. A tengeri szerves anyagok jellemzően körülbelül 7-10% hidrogént tartalmaznak, míg a nyersolaj 11-15% hidrogént. A szerves eredet elméletének egyik feladata annak bemutatása, hogy milyen hidrogénforrás szükséges ennek a hiánynak a kitöltéséhez. A szabad hidrogén általában nem található az üledékes kőzetekben, talán azért, mert a hidrogén a legkönnyebb az összes gáz közül, és egyben a legmozgékonyabb is. Áthatolhat más gázokkal szemben áthatolhatatlan kőzetekbe, és így elszabadulhat. Ráadásul az egyik legaktívabb elem. A szabad hidrogén azonban nagy mennyiségben szabadul fel, és megtalálható a fumarolokban . A vulkáni hidrogén képződése a víz lehetséges redukciójával magyarázható túlhevített gőzből (ami hematittá oxidálódik) magnetit segítségével a következő reakció szerint: 2Fe 3 O 4 + H 2 O → 3Fe 2 O 3 + H 2
Feltételezik, hogy az így keletkező hidrogén áthalad a földkéreg kőzetein, és érintkezésbe kerül szerves anyagokkal az agyagpalák szubkapilláris pórusaiban, illetve a homokkő kapilláris pórusaiban. A hidrogén ezekkel az anyagokkal egyesülve szénhidrogéneket képezhet. Lehetséges, hogy a szerves kőolajszármazékok hidrogénezése a természetben a szervetlen anyagoktól elkülönített hidrogén segítségével történik. Ez a hidrogén azonban nagy valószínűséggel bakteriális aktivitás terméke.
A földkéreg olajtartalékainak végessége arra enged következtetni, hogy a globális olajtermelés volumene eléri a csúcsot, ami után elkerülhetetlenül csökkenni kezd ( olajcsúcs ) és nem lesz képes teljes mértékben kielégíteni a keresletet, miközben a folyamat Az olajkitermelés bonyolultabbá válik, ami egyre több gazdasági és energiaköltséget igényel. Az olajcsúcs fogalmát néha ellentmondásosnak tekintik, de ez az olajkészletek végességének egyenes következménye (lehetetlen több olajat kitermelni, mint amennyit a természet több százmillió év alatt teremtett), és ez jelenti a legfontosabb akadályt a szénhidrogén erőforrások felhasználásán és az elfogyasztott olaj mennyiségének állandó növekedésén alapuló civilizáció. [egy]
Az abiogén hipotézisek egyes támogatói kijelentették, hogy az olaj- és szénhidrogéntartalékok kimerülése nem fenyegeti az emberiséget az új olaj- és gázképződmények folyamatos kialakulása miatt. Bebizonyosodott azonban, hogy az olajképződés útjától függetlenül túl nagy ütemben folyik a kitermelése, és elkerülhetetlenül elérjük az olaj csúcsát. [1] [9]
Az olaj kimeríthetőségével kapcsolatban az abiogén hipotézisek gyenge és erős hipotézisekre oszthatók . A gyenge abiogén hipotézisekben azt állítják, hogy a szénhidrogének keletkezésének és felhalmozódásának sebessége megfelel az olajképződés biogén elméleteiben szereplő felhalmozódási sebességeknek. Így, még ha ezek a hipotézisek igazak is, az olaj csúcsa el fog érni, hiszen az emberiség sokkal gyorsabban termeli és fogyasztja az olajat (több száz év), mint ahogyan a természetben létrejön (több száz millió év). [egy]
Az erős abiogén hipotézisek azt jósolják, hogy az olaj sokkal gyorsabban képződik (több tízezerszer gyorsabban, mint a biogén elméletek), ami elegendő ahhoz, hogy helyettesítse az összes olajat, amelyet az emberek a tározókból kinyernek. Például vitatható, hogy egy működő tartály össze van kötve valamilyen ultramély olajtárolóval, amely lassan tölti fel a tartályt. Egy ponton azonban a termelés üteme utoléri az olaj megújulásának ütemét, majd meghaladja azt, és az olaj csúcsa még így is el fog érni. Az abiogén hipotézisek támogatói tudományos folyóiratokban megjelent cikkekben nem szolgáltattak bizonyítékot erős változatokra, de az ilyen állítások megtalálhatók a mainstream médiában anélkül, hogy tudományos módszertan szerint számszerűsítenék őket. [egy]
Irodalom évenként:
Konferencia anyagai: