Как появилась нефть в недрах Земли

Что такое нефть и как она могла появиться на Земле?

Каждый выпускник средней школы что-то знает о нефти. Учителя этих выпускников (особенно химии) знают об этом веществе значительно больше, но и их познания относительно невелики. Даже ученые не могут достоверно ответить на вопрос – что такое нефть и как она появилась?

Все же о нефти известно многое – ведь использовать ее человечество стало 7-8 тысяч лет назад.

Что представляет из себя нефть?

В реальности нефть представляет собой маслянистую жидкость часто всего насыщенного черного цвета, впрочем, бывает и буро-коричневая, очень редко можно обнаружит зеленоватую и даже бесцветную нефть.

На многих европейских языках эта жидкость переводится как каменное (земляное, горное масло). Добывают ее с глубин от нескольких метров до 6 км. Обычная глубина залегания 1-3 км. Важнейшим качеством этого вещества является его горючесть. Смесь углеводородов из которых состоит нефть имеет сложную структуру, плюс в ней обычно содержится значительное количество примесей. Из нефти изготавливается тысячи различных продуктов.

Основную массовую долю нефти составляет углерод. Его содержится от 80 до 87%. Следующим по массе компонентом является водород – 11-15%. Остаток приходится на серу и прочие примеси, причем, чем меньше серы, тем качественнее считается сама нефть.

Важнейшим качеством нефти является ее горючесть. Для повышения тепловыделения исходную жидкость очищают от примесей, а затем разделяют на составляющие компоненты – фракции. Любая жидкость способна закипать и переходить в газообразное состояние. Нефть состоит из различных компонентов, поэтому и температура перехода в газообразное состояние у них разная. Процесс разделения нефти на фракции называется крекингом.

Для разделения фракций используются специальные перегонные кубы. При температуре около 200 градусов по Цельсию начинается выделение бензиновой фракции. При повышении температуры до 250 градусов выделяются лигроины. Промежуток 250-315 градусов это зона выделения углеводородов керосино-газойлевой фракции. Температура выделения привычного многим масла (машинного) составляет порядка 350 градусов Цельсия. После отделения летучих компонентов остается гудрон, которому человечество также придумало много применений.

Применять нефть человечество стало примерно в 6-5 тысячелетии до нашей эры.

Ее добывали из открытых источников и неглубоких колодцев, использовали при строительстве и в качестве лекарства. Попытки применять для освещения не имели особого успеха из-за чадящего дыма с которым горит свежедобытое вещество.

Резким увеличением своего объема потребления нефть обязана тому, что люди научились разделять ее на фракции. Первоначально главной целью разделения был керосин – он прекрасно подходил для осветительных ламп, затем на нем стали готовить пищу (примусы и керогазы).

Изобретение карбюраторных и дизельных двигателей в значительной мере изменило ситуацию. Появилось множество автомобилей и тракторов, паровозов и самолетов, которые стали требовать все возрастающие массы нефтепродуктов. Они пожирают невообразимое количество бензина, соляры и керосина, масляные фракции тоже нужны для этих механизмов в изрядных количествах как смазочный материал. А оставшийся от перегона асфальт идет на покрытие дорог.

Между тем, нефть является невосстанавливаемым источником энергии.

Как могла образоваться нефть?

Указать точный способ образования нефти ученые пока не в силах. Сейчас большинство ученых сходится на мысли о том, что нефть появилась из останков живых организмов и растений, причем этот процесс длился десятки миллионов лет.

Но еще в Советском Союзе приличной популярностью пользовалась абиогенная (вертикальная) теория образования нефти. Ее суть кратко звучит так – под воздействием высоких температур и давления в коре Земли (некоторые полагали на границе коры и мантии) неорганические вещества превращаются в привычные нам углеводороды. Подтверждения эта теория не получила, но ее сторонники в мире все еще имеются.

Если вам понравилась статья , поставьте лайк и подпишитесь на канал НАУЧПОП . Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Нефть – это маслянистая жидкость природного происхождения. Этот природный ресурс известен с древних времен. Раскопки свидетельствуют, что около 6000 лет до н.э. нефть применялась для связующего материала при строительстве, а в Древнем Египте ее использовали для бальзамирования умерших.

Как же она появилась на Земле?

Есть несколько основных теорий происхождения нефти.

Биогенная или органическая теория

Органическая теория происхождения нефти – классическая версия возникновения этого природного ресурса, которую поддерживают многие ученые.

Суть этой теории заключается в том, что нефть образуется в результате накопления остатков растений и животных на дне водоемов с пресной или морской водой. Когда этот осадок собирается, он уплотняется.

В результате естественных биохимических процессов осадок частично разлагается, при этом происходит выделение сероводорода, диоксида углерода и других соединений.

Когда процесс разложения завершается, осадок проникает на глубину 3-4,5 км. Здесь происходит отделение углеводородов от органической массы при температуре 140-160 градусов.

Впоследствии нефть проникает в подземные пустоты и заполняя их. Таким образом формируются месторождения полезного ископаемого.

В дальнейшем, по мере продвижения вниз, органический пласт подвергается воздействию все более высоких температур. Когда температура превышает показатели в 200 градусов, прекращается выделение углеводородов, но начинается активное выделение газа.

Биогенное происхождение нефти – идея, которую впервые четко описал М. Ломоносов.

Абиогенная или неорганическая теория происхождения

Сторонники абиогенной теории происхождения нефти считают, что образование жидких углеводородов обусловлено геологическими процессами, которые протекают в недрах Земли, и не имеет связи с биологическими процессами.

Согласно данной теории, этан и более тяжелые углеводороды, присутствующие в составе нефти, могут синтезироваться из неорганических соединений, присутствующих в верхней мантии Земли.

Ученые, которые придерживаются биогенной теории происхождения нефти, считают, что запасы этого ресурса невозобновляемые, поэтому их хватит только на следующие 100 лет. В отличие от них, сторонники неорганического происхождение нефти высказывают мнение, что, если пробурить пласты более глубоко, откроются настолько большие запасы, что существующие покажутся каплей в море.

Впервые такой вариант истории происхождения нефти был предложен французским химиком М. Бертло во второй половине 19 века. Он провел несколько экспериментов, в ходе которых выяснил, что углеводороды действительно синтезируются из неорганических веществ.

Разновидность абиогенной гипотезы — карбидная теория происхождения нефти. Она была предложена Д. Менделеевым и подразумевала, что этот ресурс образуется на больших глубинах при условиях высокой температуры, вследствие взаимодействия воды с карбидами металлов.

Теория космического происхождения нефти

Есть и такой вариант происхождения нефти в природе, как космический.

Такая теория рассматривает процесс образования нефти следующим образом: углеводороды этого вещества сформировались из рассеянных неорганических элементов, присутствующих в космическом пространстве и попавших в состав земного вещества еще на стадии формирования планеты.

По мере остывания Земли эти вещества поглощались расплавленной магмой. Таким образом углеводороды проникли в осадочные породы в газообразном состоянии, после чего конденсировались и образовали нефть.

Космическая теория происхождения нефти в конце 19 века В. Соколовым.

Помимо трех основных теорий происхождения нефти существует еще несколько альтернативных версий. К ним относятся такие:

Животная гипотеза. Существует такая теория, которая кратко описывает происхождение нефти как процесс скопления жира морских животных. Сторонники этой гипотезы подвергали сухой перегонке жир китов и тюленей, подвергая его в этот момент высокому давлению;

«Органическая в неорганической». Эта теория носит смешанный характер и основывается на особенностях тектоники плит земли. Подразумевается втягивание органического вещества в глубокие неорганические зоны;
Магматическая теория происхождения нефти. Согласно этой гипотезе, нефть образуется в магме в небольших количествах, а после поднимается по разломам и трещинам, заполняя пористые песчаники;

Климатическая. Это одна из современных теорий происхождения нефти. Ее суть заключается в том, что мировые запасы этого ресурса формируются под влиянием такого фактора, как круговорот углеводорода и воды на земле. Сторонники этой гипотезы выражают мнение, что для формирования залежей нефти требуются не миллионы лет, а всего лишь несколько десятилетий.

Из метана. Известна гипотеза Томаса Голда о происхождении нефти из глубинного метана, исходящего из мантии Земли, основы которой публиковались в 1979—1998 годах. Голд допускал, что этот метан может частично перерабатываться при участии микроорганизмов (глубокая горячая биосфера), что, по его мнению, должно объяснять наличие биомаркеров в нефти.

Согласно информации Международного энергетического агентства, около 13% залежей нефти находится в Арктике.

ОТКУДА ВЗЯЛАСЬ НЕФТЬ?

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

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

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

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

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

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

А знаете ли вы.

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

Источники:

http://zen.yandex.ru/media/id/5af18cff8c8be36795a8504e/5c8f96a66243ec00b4c35b16

http://masterok.livejournal.com/5730418.html

http://allforchildren.ru/why/where11.php