كيف تشكل النفط على الأرض. ما هي نظريات تكوين النفط الموجودة؟ خلفية إنشاء النظرية الحديثة

النفط هو أساس الوقود للحضارة الحديثة. تُستخدم المنتجات الناتجة عن إعادة التدوير في التدفئة، ودفع المركبات، وأسطح الطرق، وإنتاج البوليمر، ومجموعة متنوعة من العمليات الأخرى، والتي تعد كل منها جزءًا لا يتجزأ من حياة الإنسان.

أدت مشكلة استنفاد احتياطيات النفط إلى مناقشات علمية عديدة حول أصله والمواد المشاركة في تكوينه. إن الحاجة إلى تفسير عملية نشوء النفط قد قسمت المجتمع العلمي إلى معسكرين لا يمكن التوفيق بينهما:

• أنصار النظرية الحيوية.
• أتباع المسار اللاأحيائي للتعليم.

تعتبر النظرية اللاحيوية أكثر تفاؤلاً للبشرية. يجادل مؤيدوها بأن الهيدروكربون الأكثر شيوعًا على كوكبنا يتشكل من خلال التخليق الجيولوجي لعنصريه غير العضويين: الهيدروجين والكربون. يبدأ الاتصال بينهما بالضغط العالي في الطبقات تحت الأرض، ويحدث في فترات تقاس بعشرات الآلاف من السنين.

ولكن حتى لو تم إثبات هذا السيناريو، فإنه لا يجعل مصير الجنس البشري أسهل: لحظة الاختراع التي شكلت أساس العجلة وإنشاء أول كمبيوتر محمول يفصل بينهما أقل من 5 آلاف سنة. . ويستغرق تكوين خزانات نفطية كبيرة ما لا يقل عن عشرات أو حتى مئات الآلاف من السنين.

أحد العلماء البارزين الذين شاركوا النظرية هو ميخائيل لومونوسوف. كان يعتقد، جنبًا إلى جنب مع معاصرينا، أن احتياطيات النفط المعروفة القريبة نسبيًا من السطح ليست سوى جزء مجهري من احتياطيات الكواكب.

يعتقد أتباع العصر الحديث أن النفط المتكون في الطبيعة ليس موردًا متجددًا فحسب، بل هو أيضًا مورد لا ينضب تقريبًا لأي حجم من الاستهلاك.

ومن الأدلة على إمكانية تخليق النفط في الطبيعة وجود الهيدروكربونات في الغلاف الجوي للكواكب الغازية العملاقة (وخاصة كوكب المشتري). يؤكد هذا الظرف إمكانية تكوين أبسط المواد العضوية من المواد غير العضوية الطبيعية.

النظرية اللابيوجينية: كيف يتكون النفط؟

يشرح المؤيدون أصل "الذهب الأسود" كنتيجة لعمليات معالجة الكتلة الحيوية - بقايا النباتات والحيوانات القديمة التي كانت موجودة على الكوكب منذ ملايين السنين. هناك أدلة أكثر بكثير من العكس.

كانت إحدى البراهين الأولى هي التجربة التي أجراها علماء الطبيعة الألمان في نهاية القرن التاسع عشر. اتخذ إنجلر وجيفر الدهون من أصل حيواني (الزيت المعزول من كبد سمك القد) كأساس مادي للتجربة، ومن خلال تعريضها لدرجات حرارة وضغط مرتفعين أعلى عدة مرات من الضغط الجوي، عزلا منها الأجزاء العضوية الخفيفة.

هناك العديد من التجارب والدراسات المعملية التي تدعم نظرية تكوين النفط في الطبيعة. كما أن المسوحات الجيولوجية والتنبؤ بتواجد المكامن النفطية يعتمد حصراً على أحكام هذه النظرية.

أحداث غير مفسرة

هناك عدد من الرواسب، وحقيقة وجودها تدحض الأحكام الرئيسية للنظرية اللاأحيائية لأصل النفط في الطبيعة. وتشمل هذه:

• تيرسكو-سونجينسكوي؛
• روماشكينسكوي.
• مقاطعة النفط والغاز في غرب سيبيريا.

وفي أوقات مختلفة، لوحظ في هذه المناطق "تجديد" لا يمكن تفسيره للنفط. وكان جوهر الأحداث المدهشة هو أن الطرق المتاحة لتحليل التكوينات ذكرت أنها استنفدت، وأظهرت الآبار توقفا شبه كامل لإنتاج النفط، ولكن بعد بضع سنوات، أظهرت كل واحدة مرة أخرى وجود النفط المتاح للإنتاج .

وتوقع الجيولوجيون إنتاج حقل روماشكينسكوي بما يزيد قليلا عن 700 مليون طن من الذهب الأسود، ولكن خلال الفترة السوفيتية لإنتاج النفط وحدها، تم استخراج ما لا يقل عن 3 مليارات طن بطريقة بسيطة.

تم استنفاد حقل Tersko-Sunzhenskoye مع بداية الحرب العالمية الثانية، عندما لم يكن هناك إنتاج "متدفق" للنفط منه لأكثر من 10 سنوات. ومع ذلك، بعد نهاية الحرب، يُزعم أن الآبار المستكشفة تلقت احتياطيات جديدة: لم يتم استئناف الإنتاج فحسب، بل بدأ في تجاوز أحجام ما قبل الحرب بأوامر من حيث الحجم.

وقد لوحظ وضع مماثل في العديد من مجالات الاتحاد السوفياتي. وقد شرح أنصار التكوين غير العضوي للنفط في الطبيعة هذه الحالات بسهولة، مشيرين إلى أن الهيدروكربونات في هذه المناطق هي من أصل غير عضوي. علاوة على ذلك، يتم تحفيز تكوينها بشكل كبير من خلال وجود الجرافيت الثقيل في أعماق الأرض وتدفق المياه الرسوبية، والتي تحت تأثير الضغط الهائل تؤدي إلى التكوين المتسارع للنفط.

وفقًا للعلماء، كانت مياه البحر القديم مغطاة بجزء كبير من أراضي سهل غرب سيبيريا. يتم انتقاد وعرقلة الأصل الطبيعي للنفط في هذه المنطقة، لكن التكوين المعدني للميثان، الذي لا ينتج عن عمليات تحلل المواد العضوية، يجد العديد من المؤيدين. من خلال عملية تسمى الترطيب، تفاعلت أملاح الحديد مع مياه البحر، مما أدى إلى إطلاق غاز الميثان. وتراكمت في الخزانات الطبيعية، وبقيت هناك حتى بعد جفاف البحر ووصلت إلى يومنا هذا بشكلها الأصلي المتكون طبيعيا في الطبيعة.

الاستنتاجات والتوقعات

ومهما كان مسار تكوين النفط الطبيعي الذي يحظى بأدلة دامغة، فإنه لن يساعد الحضارة الإنسانية إلا قليلاً. فالذاكرة البشرية والتسجيل الأرشيفي للملاحظات والبحث العلمي لا تكاد تغطي فترات مئات أو آلاف السنين، ناهيك عن ملايين السنين.

على الأقل، من غير المعقول الحديث عن احتمال ظهور أزمة الوقود: تعمل البشرية بسرعة على تطوير مصادر الطاقة البديلة، واستبدال التقنيات القديمة بتقنيات جديدة، وتحديث عمليات استكشاف وإنتاج الموارد المعروفة بالفعل. لا يوجد أي من التوقعات الحديثة لها أساس أكثر استقرارًا من مراقبة الطبيعة ومقارنة الحقائق وتحليل الملاحظات والمحفوظات التاريخية. إن تغطية جميع أنواع الحالات التي تقع خارج إطار إحدى النظريات في دراسة واحدة ومقارنتها والتوصل إلى قاسم مشترك هي فكرة طموحة أكثر من كونها قابلة للتحقيق واقعيا. ولذلك فإن السؤال هو: “كيف يتكون النفط في الطبيعة؟” قد تبقى مفتوحة لفترة طويلة.

وحتى ذلك الحين، سيظل النفط، وهو الوقود الرئيسي لكوكبنا، موضع جدل علمي ومصدر للعديد من الألغاز.

اليوم، يعتقد معظم العلماء أن النفط من أصل حيوي. بمعنى آخر، يتكون النفط من نواتج اضمحلال الكائنات الحيوانية والنباتية الصغيرة (العوالق) التي عاشت منذ ملايين السنين. أقدم حقول النفط تكونت قبل 600 مليون سنة.

في ذلك الوقت، كانت معظم الأرض مغطاة بالمياه. بعد الموت، غرقت الكائنات الحية في قاع البحار والخلجان القديمة وكانت مغطاة بالطمي والرمل وطبقات من الرواسب اللاحقة. أصبحت هذه الرواسب تدريجيًا مضغوطة وجافة وغرقت أقل فأقل. وفي الوقت نفسه، زاد الضغط ودرجة الحرارة في هذه الرواسب. تحت تأثير البكتيريا اللاهوائية (أي البكتيريا التي يمكنها العيش بدون الأكسجين)، بدأت الهيدروكربونات تتشكل من المواد العضوية، متجمعة في قطرات زيتية صغيرة. لسوء الحظ، لا يستطيع العلماء حتى الآن الإجابة بدقة على سؤال ما هي العمليات التي تحدث في الرواسب العضوية والتي أدت إلى تكوين النفط.

من المهم أن نفهم أن الهيدروكربونات لم تكن موجودة تحت الأرض مثل بحيرات النفط. تم خلطها بالماء والرمل، والتي تسربت تدريجيا من خلال الطبقات المسامية من الحجر الرملي والحجر الجيري جنبا إلى جنب مع فقاعات الغاز. في كثير من الأحيان يتحرك الخليط عبر الصخور تحت ضغط مرتفع. وتسرب النفط والغاز إلى الفراغات الموجودة بين جزيئات الصخور الرسوبية، مثل تسرب الماء إلى الإسفنجة. عاجلاً أم آجلاً، واجه النفط والغاز طبقة من الصخور لم يتمكنوا من اختراقها ـ وهي صخرة كتيمة لا تحتوي على مسام أو شقوق ـ وعلى هذا فقد وجدوا أنفسهم في "فخ" جيولوجي.

وبينما كانت عملية تكوين النفط مستمرة، كانت الأرض تتغير أيضًا. كانت هناك تحركات للقشرة الأرضية وفوالق واتصالات بين الكتل الصخرية. شكلت هذه العمليات أنواعًا مختلفة من "الفخاخ" الجيولوجية النفطية.

نحن نعلم أن تكوين النفط الموجود في أجزاء مختلفة من العالم يختلف بشكل كبير. ويفسر ذلك باختلاف التفاعلات التي حدثت أثناء تكوين الزيت أو باختلاف أنواع النباتات والحيوانات التي تشكل الزيت منها.

ويبلغ احتياطي النفط مئات المليارات من الأطنان، ويتوزع في كل مكان، في البر والبحر. ما كان موجودا على السطح تم استخدامه منذ فترة طويلة، والآن يتم استخراج النفط من أعماق 2-4 كيلومترات أو أكثر. لكن هناك ما هو أعمق من ذلك، كل ما في الأمر هو أن استخراجه من هناك ليس مربحًا اقتصاديًا بعد، أي مكلفًا.

هل كنت تعلم...

تم التعبير عن التخمين الأول حول أصل الزيت من مادة عضوية من قبل العالم الروسي ميخائيلو فاسيليفيتش لومونوسوف في عمله "على طبقات الأرض" (1763).

اكتشف الباحثون الأمريكيون الطحالب الدقيقة التي أدت إلى ظهور جميع الاحتياطيات الحالية من النفط والفحم. الخبراء من الولايات المتحدة مقتنعون بأن الطحالب الدقيقة التي اكتشفوها هي السبب في تراكم هذه الموارد

عثرت مجموعة من الخبراء بقيادة البروفيسور جو تشابل من جامعة كنتاكي بالولايات المتحدة الأمريكية على كائن حي دقيق أصبح أساسًا لجميع احتياطيات الفحم والنفط على الأرض. يعمل الباحثون الآن على التعديل الوراثي لكائن حي دقيق مكتشف حديثًا يمكن أن يصبح مصدرًا حقيقيًا للوقود ويحل جميع مشاكل الطاقة المستقبلية للبشرية.

في السابق، وجد العلماء أن الفحم والنفط تشكلا نتيجة للنشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة التي عاشت على الأرض منذ أكثر من 500 مليون سنة. ومؤخراً، اكتشف فريق من الباحثين الأميركيين أن كائناً حياً واحداً فقط هو السبب الأكثر مباشرة لنشوء وتراكم هذه الموارد الطبيعية المهمة. لقد وجد الخبراء أن هذه طحالب دقيقة تسمى Botryococcus braunii، والتي لها "بصمات" كيميائية في جميع أنواع الزيوت. وبما أن النفط يتحول في النهاية إلى فحم بمرور الوقت، فإن الطحالب B. braunii تعد أيضًا مصدرًا لهذا الوقود الصلب.

يقول جو تشابل: "لكن الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو أن هذه الطحالب المذهلة موجودة حتى يومنا هذا، ويمكن أن تصبح هدفًا بحثيًا رئيسيًا للصناعات الكيماوية والبتروكيماوية الكبيرة".

على الرغم من "العمل" الضخم الواضح لتشكيل احتياطيات النفط والفحم الحالية، فإن B. braunii، للأسف، ينمو ببطء شديد، وبالتالي فهو في شكله الطبيعي ليس مناسبًا جدًا كمصدر مباشر لإنشاء احتياطيات الوقود الحيوي. لكن يمكن للخبراء استخدام جينات B. braunii لإنشاء كائنات دقيقة بديلة قد تكون قادرة على التخليق الحيوي الفعال والسريع للهيدروكربونات.

يوجد اليوم بالفعل أمثلة ناجحة جدًا لعزل الجينات الضرورية التي تتميز بالنشاط الكيميائي الحيوي العالي وإدخالها قسراً في جينوم الخميرة. ونتيجة لذلك، تظهر مصادر حية متواضعة بشكل عام للوقود الحيوي، والتي يمكن أن تصبح في المستقبل بديلاً متجددًا للطريقة الكلاسيكية لإنتاج النفط.

وفقا للعلماء، فإن استخدام جينات B. braunii له مزايا هائلة، لأن هذه الكائنات الحية الدقيقة لديها آلية جزيئية فريدة لإنتاج الهيدروكربونات. ويجب القول أنه لا توجد بكتيريا معروفة تتمتع بصفات مماثلة، وهو ما تؤكده بشكل عام الاحتياطيات الهائلة من الفحم والنفط التي بدأت B. braunii في تكوينها منذ ملايين السنين. وفقًا للخبراء، فإن نقل الجينات الفريدة من طحالب Botryococcus braunii إلى كائن سريع النمو وغير شديد الحساسية سيجعل من الممكن إنشاء مفاعلات حيوية غير مكلفة وعالية الكفاءة لإنتاج الوقود.

التنبؤ

ويعتقد أن النمو الاقتصادي العالمي، فضلا عن الشتاء البارد في النصف الشمالي من الكرة الأرضية، سيزيد الطلب على النفط هذا العام، وهو ما سيتجاوز توقعات العديد من الخبراء وممثلي الأعمال. هذا ما أفادت به وكالة الطاقة الدولية (IEA).

وبحسب توقعات الوكالة، من المتوقع أن يصل الطلب على النفط إلى 89.1 مليون برميل يوميا، مقارنة مع 87.7 مليون برميل يوميا العام الماضي.

وتحذر وكالة الطاقة الدولية من أن ارتفاع أسعار النفط اليوم قد يؤدي إلى تباطؤ التعافي الاقتصادي العالمي. بالإضافة إلى ذلك، تنصح وكالة الطاقة الدولية بأن منتجي النفط والمستثمرين والمستهلكين قد يعانون بشكل كبير إذا ظل سعر النفط عند حوالي 100 دولار للبرميل.

هل لن ينفد النفط أبداً؟

قبل عدة عقود، اعتقد الجيولوجيون أن احتياطيات الغاز والنفط على الأرض يجب أن تنفد أكثر من مرة. تجبر أحدث البيانات العلماء على توضيح أن احتياطيات الهيدروكربون على كوكبنا الأصلي ستستمر، في جميع الاحتمالات، لمدة نصف قرن آخر. نحن نتحدث بالطبع عن الهيدروكربونات ذات الأصل العضوي.

وفي الوقت نفسه، أظهرت التجارب الأخيرة في معهد فيزياء الضغط العالي التابع لأكاديمية العلوم الروسية في مدينة ترويتسك أن أرضنا يمكن أن تنتج النفط والغاز بشكل مستمر. يقول الخبراء الروس إن هناك الكثير من الكربون في الوشاح العلوي، وغالبًا ما يظهر على السطح، على سبيل المثال، على شكل ماس عبر أنابيب الكمبرلايت.

كما يشرح العلماء المحليين، في أحشاء الأرض هناك نقل مستمر للكتلة ونقل الحرارة. وهذا يعني أن الصخور والمواد المختلفة الموجودة في عباءة كوكبنا قادرة على التكاثر الذي لا ينضب للهيدروكربونات، بما في ذلك النفط.

ربما تكون على دراية بنظرية أصل الفحم. وجهة النظر حول هذه المسألة راسخة: لقد تشكلت (ولا تزال تتشكل) من بقايا النباتات دائمة الخضرة التي كانت تغطي الكوكب بأكمله، بما في ذلك مناطق التربة الصقيعية الحالية، والتي جلبتها الصخور العادية من الأعلى، تحت تأثير ضغط باطن الأرض ومع نقص الأكسجين.

ومن المنطقي أن نفترض أن الزيت تم صنعه وفق وصفة مماثلة في نفس المطبخ الطبيعي. بحلول القرن التاسع عشر، تركز النقاش إلى حد كبير على مسألة ما الذي كان بمثابة المادة الأولية لتكوين النفط: بقايا النباتات أو الحيوانات؟

في عام 1888، أجرى العلماء الألمان جي جيفر وك. إنجلر تجارب على تقطير زيت السمك عند درجة حرارة 400 درجة مئوية وضغط يبلغ حوالي 1 ميجاباسكال. وتمكنوا من الحصول على الهيدروكربونات المشبعة والبارافين وزيوت التشحيم، والتي تشمل الألكينات والنفثينات والأرينات.

في وقت لاحق، في عام 1919، أجرى الأكاديمي N. D. زيلينسكي تجربة مماثلة، لكن المادة الأولية كانت حمأة عضوية من أصل نباتي - السابروبيل - من بحيرة بالشاخ. وعند معالجته كان من الممكن الحصول على البنزين والكيروسين والزيوت الثقيلة وكذلك الميثان...

وهكذا تم إثبات نظرية الأصل العضوي للنفط تجريبياً. ما هي الصعوبات الأخرى التي يمكن أن تكون هناك؟...

لكن من ناحية أخرى، في عام 1866، اقترح الكيميائي الفرنسي م. بيرثيلوت أن النفط يتكون في أحشاء الأرض من مواد معدنية. ولدعم نظريته، أجرى عدة تجارب عن طريق تصنيع الهيدروكربونات بشكل مصطنع من مواد غير عضوية.

بعد عشر سنوات، في 15 أكتوبر 1876، قدم D. I. Mendeleev تقريرا مفصلا في اجتماع الجمعية الكيميائية الروسية. أوجز فرضيته حول تكوين النفط. واعتقد العالم أنه أثناء عمليات بناء الجبال، يتدفق الماء إلى عمق القشرة الأرضية من خلال الشقوق والصدوع. عند تسربه إلى الأعماق، فإنه يواجه في النهاية كربيدات الحديد، وتحت تأثير درجات الحرارة والضغط المحيطين، يتفاعل معها، مما يؤدي إلى تكوين أكاسيد الحديد والهيدروكربونات، مثل الإيثان. وترتفع المواد الناتجة على نفس الصدوع إلى الطبقات العليا من القشرة الأرضية وتشبع الصخور المسامية. هكذا تتشكل حقول الغاز والنفط.

يشير مندليف في منطقه إلى تجارب إنتاج الهيدروجين والهيدروكربونات غير المشبعة عن طريق تعريض الحديد الزهر الذي يحتوي على كمية كافية من الكربون لحمض الكبريتيك.

صحيح أن أفكار "الكيميائي النقي" مندليف لم تكن ناجحة في البداية مع الجيولوجيين، الذين اعتقدوا أن التجارب التي أجريت في المختبر كانت مختلفة بشكل كبير عن العمليات التي تحدث في الطبيعة.

ومع ذلك، بشكل غير متوقع، تلقت نظرية الكربيد أو، كما يطلق عليها أيضًا، النظرية اللاحيوية حول أصل النفط أدلة جديدة - من علماء الفيزياء الفلكية. أظهرت دراسات أطياف الأجرام السماوية وجود مركبات الكربون والهيدروجين في الغلاف الجوي لكوكب المشتري والكواكب الكبيرة الأخرى، وكذلك في الأصداف الغازية للمذنبات. حسنًا، بما أن الهيدروكربونات منتشرة على نطاق واسع في الفضاء، فهذا يعني أنه في الطبيعة لا تزال هناك عمليات لتخليق المواد العضوية من المواد غير العضوية. ولكن هذا هو بالضبط ما تقوم عليه نظرية مندليف.

إذن، هناك اليوم وجهتا نظر حول طبيعة أصل النفط. أحدهما حيوي. ووفقا له، يتكون الزيت من بقايا الحيوانات أو النباتات. النظرية الثانية هي غير حيوية. تم تطويره بالتفصيل بواسطة D. I. Mendeleev، الذي اقترح أن الزيت في الطبيعة يمكن تصنيعه من مركبات غير عضوية.

وعلى الرغم من أن معظم الجيولوجيين لا يزالون ملتزمين بالنظرية الحيوية، إلا أن أصداء هذه الخلافات لم تهدأ حتى يومنا هذا. وثمن الحقيقة في هذه الحالة باهظ للغاية. إذا كان أنصار نظرية المنشأ الحيوي على حق، فإن الخوف حقيقي أيضًا من أن احتياطيات النفط التي نشأت منذ فترة طويلة قد تنتهي قريبًا. إذا كانت الحقيقة إلى جانب خصومهم، فمن المحتمل أن تكون هذه المخاوف بلا جدوى. بعد كل شيء، تؤدي الزلازل الآن إلى تكوين أخطاء في قشرة الأرض، وهناك ما يكفي من الماء على الكوكب، وجوهها، وفقا لبعض البيانات، يتكون من الحديد النقي. في كلمة واحدة، كل هذا يسمح لنا بالأمل وأن النفط يتشكل في الأعماق اليوم، مما يعني أنه لا يوجد ما يدعو للخوف من أن ينتهي غداً.

دعونا نرى ما هي الحجج التي يقدمها أنصار الفرضية الأولى والثانية دفاعًا عن وجهة نظرهم.

لكن أولاً، بضع كلمات عن بنية الأرض. سيساعدنا هذا على فهم الإنشاءات المنطقية للعلماء بسرعة. ببساطة، الأرض عبارة عن ثلاث مجالات تقع داخل بعضها البعض. القشرة العلوية هي القشرة الأرضية الصلبة. يقع الوشاح أعمق. وأخيرا، في المركز هو جوهر. وهذا الانقسام للمادة، الذي بدأ قبل 4.5 مليار سنة، مستمر حتى يومنا هذا. هناك تبادل مكثف للحرارة والكتل بين القشرة الأرضية والوشاح واللب، مع كل ما يترتب على ذلك من عواقب جيولوجية - الزلازل والانفجارات البركانية والحركات القارية...

موكب غير عضوي

تعود المحاولات الأولى لشرح أصل النفط إلى العصور القديمة. على سبيل المثال، تم الحفاظ على تصريح للعالم اليوناني القديم سترابو، الذي عاش قبل حوالي 2000 عام: "في منطقة أبولونيان، يوجد مكان يسمى نيمفايوم"، كتب، "هذا صخرة تنفث نارًا، و وتتدفق تحتها مصادر المياه الدافئة والأسفلت، ربما من احتراق كتل الأسفلت تحت الأرض...".

قام سترابو بدمج حقيقتين في مجمل: الانفجارات البركانية وتكوين الأسفلت (كما أسماه النفط). و... لقد كنت مخطئا! ولا توجد براكين نشطة في الأماكن التي ذكرها. لم تكن موجودة حتى قبل عشرين قرنا. ما أخطأ سترابو في اعتباره ثورانات هو في الواقع انفجارات، اختراقات للمياه الجوفية (ما يسمى البراكين الطينية) التي تصاحب إطلاق النفط والغاز إلى السطح. واليوم يمكن ملاحظة ظواهر مماثلة في أبشيرون وشبه جزيرة تامان.

ومع ذلك، على الرغم من الخطأ، كان هناك ذرة سليمة في منطق سترابو - فتفسيره لأصل النفط كان له أساس مادي. لقد انقطع هذا الخط لفترة طويلة. فقط في عام 1805، بناءً على ملاحظاته الخاصة التي تم إجراؤها في فنزويلا، بناءً على أوصاف ثوران بركان فيزوف، عاد عالم الطبيعة الألماني الشهير أ. همبولت مرة أخرى إلى وجهة النظر المادية. "... لا يمكننا أن نشك في أن النفط هو نتاج التقطير على أعماق هائلة ويأتي من الصخور البدائية، التي تكمن تحتها طاقة كل الظواهر البركانية".

تبلورت النظرية غير العضوية لأصل النفط تدريجيًا، وبحلول الوقت الذي طرح فيه مندليف نظريته حول أصل الكربيد للنفط، كانت المواد غير العضوية قد جمعت عددًا كافيًا من الحقائق والحجج. وأضافت السنوات اللاحقة معلومات جديدة إلى مجموعتها.

في عام 1877-1878، استخدم العلماء الفرنسيون حمض الهيدروكلوريك على الحديد الزهر المرآة وبخار الماء على الحديد عند الحرارة البيضاء، وحصلوا على الهيدروجين وكمية كبيرة من الهيدروكربونات، التي كانت رائحتها مثل الزيت.

بالإضافة إلى الفرضية البركانية، فإن مؤيدي الأصل اللاحيوي للنفط لديهم أيضًا فرضية كونية. اقترح الجيولوجي V. D. سوكولوف في عام 1889 أنه في تلك الفترة البعيدة، عندما كان كوكبنا بأكمله لا يزال جلطة غازية، كانت الهيدروكربونات موجودة أيضًا في تكوين هذا الغاز. ومع تبريد الغاز الساخن ومروره إلى الطور السائل، تذوب الهيدروكربونات تدريجيًا في الصهارة السائلة. عندما بدأت القشرة الأرضية الصلبة بالتشكل من الصهارة السائلة، لم تعد، وفقا لقوانين الفيزياء، تحتوي على الهيدروكربونات. بدأ إطلاقها على طول الشقوق في القشرة الأرضية، وارتفعت إلى طبقاتها العليا، وتكثفت وتشكلت تراكمات من النفط والغاز هنا.

بالفعل في عصرنا، تم دمج كلا الفرضيتين - البركانية والكونية - في كل واحد من قبل باحث نوفوسيبيرسك V. Salnikov. لقد استخدم الافتراض بأن الكوكب، الذي يحتوي على كمية كبيرة من الهيدروكربونات في تكوينه، وكان في مدار منخفض جدًا، تباطأ تدريجيًا بسبب الطبقات العليا من الغلاف الجوي وسقط في النهاية على الأرض، كما يحدث مع الأقمار الصناعية. أدت الصدمة الحادة إلى تكثيف النشاط البركاني وبناء الجبال. طغت مليارات الأطنان من الرماد البركاني والتدفقات الطينية القوية على الهيدروكربونات التي تم جلبها من الفضاء، ودفنتها في أعماق عميقة، حيث تحولت تحت تأثير درجات الحرارة والضغوط المرتفعة إلى نفط وغاز.

ولإثبات استنتاجاته، يشير سالنيكوف إلى الموقع غير المعتاد لحقول النفط والغاز. من خلال ربط مناطق كبيرة من الرواسب المكتشفة، حصل على نظام من الخطوط الجيبية المتوازية، والتي، في رأيه، تذكرنا جدًا بإسقاطات مسارات الأقمار الصناعية الأرضية.

لا يمكن اعتبار قصة الفرضيات غير العضوية مكتملة دون ذكر عالم جيولوجيا النفط الشهير ن.أ. كودريافتسيف. وفي الخمسينيات، قام بجمع وتلخيص مواد جيولوجية هائلة عن حقول النفط والغاز في العالم.

بادئ ذي بدء، لفت كودريافتسيف الانتباه إلى حقيقة أن العديد من رواسب النفط والغاز توجد تحت مناطق الصدوع العميقة في القشرة الأرضية. في حد ذاتها، لم تكن هذه الفكرة جديدة: D. I. لفت منديليف الانتباه إلى هذا الظرف. لكن كودريافتسيف وسع بشكل كبير جغرافية تطبيق مثل هذه الاستنتاجات وأثبتها بشكل أعمق.

على سبيل المثال، في شمال سيبيريا، في منطقة ما يسمى بعمود ماركينينسكي، فإن تسرب النفط إلى السطح أمر شائع جدًا. على عمق يصل إلى كيلومترين، تكون جميع الصخور مشبعة بالزيت حرفيًا. في الوقت نفسه، كما أظهر التحليل، فإن كمية الكربون المتكونة في وقت واحد مع الصخر صغيرة للغاية - 0.02-0.4٪. لكن مع ابتعادك عن العمود، تزداد كمية الصخور الغنية بالمركبات العضوية، لكن كمية الزيت تتناقص بشكل حاد.

بناءً على هذه البيانات وغيرها، يجادل كودريافتسيف بأن إمكانات النفط والغاز في انتفاخ ماركينينسكي لا ترتبط على الأرجح بالمواد العضوية، بل بصدع عميق يزود النفط من أحشاء الكوكب.

توجد تشكيلات مماثلة في مناطق أخرى من العالم. على سبيل المثال، في ولاية وايومنغ (الولايات المتحدة الأمريكية)، يقوم السكان منذ فترة طويلة بتدفئة منازلهم بقطع من الأسفلت، والتي يأخذونها من الشقوق الموجودة في جبال جبال النحاس المجاورة. لكن الجرانيت نفسه، الذي يتكون منه تلك الجبال، لا يمكنه تجميع النفط والغاز. ولا يمكن لهذه المعادن أن تأتي من أعماق الأرض إلا من خلال الشقوق المتكونة.

علاوة على ذلك، تم العثور على آثار النفط في أنابيب الكمبرلايت - تلك التي قامت فيها الطبيعة بتصنيع الماس. قد تكون قنوات الكسر المتفجرة هذه لقشرة الأرض، والتي تشكلت نتيجة لاختراق الغازات العميقة والصهارة، مكانًا مناسبًا تمامًا لتكوين النفط والغاز.

من خلال تلخيص هذه الحقائق والعديد من الحقائق الأخرى، ابتكر كودريافتسيف فرضيته الصهارية حول أصل النفط. في وشاح الأرض، وتحت الضغط ودرجات الحرارة المرتفعة، تتشكل الجذور الهيدروكربونية CH وCH2 وCH3 أولاً من الكربون والهيدروجين. ينتقلون في الوشاح من مناطق الضغط العالي إلى المنخفض. وبما أن فرق الضغط ملحوظ بشكل خاص في منطقة الصدع، يتم توجيه الكربون في المقام الأول هنا. عند صعودها إلى طبقات القشرة الأرضية، تتفاعل الهيدروكربونات الموجودة في المناطق الأقل حرارة مع بعضها البعض ومع الهيدروجين لتشكل الزيت. بعد ذلك، يمكن للسائل الناتج أن يتحرك عموديًا وأفقيًا على طول الشقوق الموجودة في الصخور، ويتراكم في الفخاخ.

بناءً على المفاهيم النظرية، نصح كودريافتسيف بالبحث عن النفط ليس فقط في الطبقات العليا، ولكن أيضًا في أعماقها. تم تأكيد هذه التوقعات ببراعة، ويزداد عمق الحفر كل عام.

في منتصف الستينيات، كان من الممكن الإجابة على هذا السؤال المهم: "لماذا لا تتحلل هذه المركبات الهيدروكربونية "الحساسة" التي يتكون منها النفط في أحشاء الأرض إلى عناصر كيميائية عند درجات حرارة عالية؟" في الواقع، يمكن ملاحظة هذا التحلل بسهولة حتى في مختبر المدرسة. يعتمد تكرير النفط المدمر على مثل هذه التفاعلات. اتضح أن الوضع في الطبيعة هو عكس ذلك تمامًا - فالمركبات المعقدة تتشكل من مركبات بسيطة. أثبتت النمذجة الرياضية للتفاعلات الكيميائية أن مثل هذا التوليف مقبول تمامًا إذا أضفنا ضغوطًا عالية إلى درجات حرارة عالية. وكلاهما كما هو معروف موجود بكثرة في أحشاء الأرض.

أتذكر عندما كنت طفلاً، في سن 3-4 سنوات، أخبرني والدي من أين يأتي الفحم والنفط والغاز والموارد الطبيعية الأخرى. قرأت مؤخرًا مقالًا عن "الثقوب الكبيرة في الأرض". "كيف تبدو الحفرة العملاقة في الأرض من وجهة نظر عين الطير. "تأثرًا بما قرأته، بعد عقود أصبحت مهتمًا بهذا الموضوع مرة أخرى. في البداية، أقترح عليك قراءة هذا المقال (انظر أدناه)

الأشجار والعشب = الفحم. الحيوانات = النفط والغاز. صيغة مختصرة لإنتاج الفحم والنفط والغاز.

ويوجد الفحم والنفط بين طبقات الصخور الرسوبية. الصخور الرسوبية هي في الأساس طين جاف. وهذا يعني أن كل هذه الطبقات، بما في ذلك الفحم والنفط، تشكلت بشكل رئيسي بسبب عمل الماء أثناء الفيضان. وتجدر الإشارة إلى أن جميع احتياطيات الفحم والنفط تقريبًا هي من أصل نباتي.

يحتوي الفحم (بقايا الحيوانات المتفحمة) والبترول المتكون من بقايا الحيوانات على مركبات نيتروجين غير موجودة في البترول المشتق من النباتات. وبالتالي، ليس من الصعب التمييز بين نوع واحد من الودائع وآخر.

يتفاجأ معظم الناس عندما يعلمون أن الفحم والنفط هما في الأساس نفس الشيء. والفرق الحقيقي الوحيد بينهما هو المحتوى المائي للرواسب!

أسهل طريقة لفهم تكوين الفحم والزيت هي من خلال مثال خبز الفطيرة في الفرن. لقد رأينا جميعًا كيف يتدفق الحشو الساخن من الفطيرة إلى صينية الخبز. والنتيجة هي مادة لزجة أو متفحمة يصعب كشطها. كلما زاد لون الحشوة المتسربة، أصبحت أكثر صلابة وأكثر سوادًا.

إليك ما يحدث للحشوة: يجفف السكر (الهيدروكربون) في الفرن الساخن. كلما كان الفرن أكثر سخونة وكلما طالت مدة خبز الفطيرة، أصبحت كتل الحشوة المتسربة أكثر صلابة وأكثر سوادًا. في الأساس، يمكن اعتبار الحشوة السوداء نوعًا من الفحم منخفض الجودة.

يتكون الخشب من السليلوز - السكر. فكر في ما يمكن أن يحدث إذا تم دفن كميات كبيرة من المواد النباتية بسرعة في الأرض. تنتج عملية التحلل حرارة تبدأ في تجفيف المادة النباتية. لكن فقدان الماء سيؤدي إلى مزيد من التسخين. وهذا بدوره سوف يسبب المزيد من الجفاف. إذا تمت العملية في ظروف لا تتبدد فيها الحرارة بسرعة، فسيتم الاستمرار في التسخين والتجفيف.

سيؤدي تسخين المواد النباتية في الأرض إلى إحدى نتيجتين. إذا كان من الممكن أن يتدفق الماء من تكوين جيولوجي يترك فيه مواد جافة ومجففة، فإن النتيجة هي الفحم. وإذا لم تتمكن المياه من مغادرة التكوين الجيولوجي، فسيتم إنتاج النفط.

عند الانتقال من الخث إلى الليغنيت (الفحم البني)، إلى الفحم البيتوميني والأنثراسايت، يتغير محتوى الماء فيها (درجة الجفاف أو درجة النقصان في محتوى الماء) وفقًا لعلاقة خطية.

من العناصر الضرورية في تكوين الوقود الأحفوري وجود طين الكاولين. وعادة ما توجد مثل هذه الطين في منتجات الانفجارات البركانية، وخاصة في الرماد البركاني.

الفحم والنفط هما نتيجة واضحة لطوفان نوح. خلال الكارثة العالمية وطوفان نوح الذي تلاها، تدفقت كميات هائلة من المياه شديدة السخونة من الأعماق إلى سطح الأرض، حيث اختلطت بالمياه السطحية ومياه الأمطار. بالإضافة إلى ذلك، وبفضل الصخور الساخنة والرماد الساخن الناتج عن آلاف البراكين، تم تسخين العديد من الطبقات الرسوبية الناتجة. الأرض عبارة عن عازل حراري رائع يمكنه الاحتفاظ بالحرارة لفترة طويلة.

في بداية الطوفان، قامت آلاف البراكين وحركات القشرة الأرضية بقص الغابات في جميع أنحاء الكوكب. غطى الرماد البركاني مجموعات ضخمة من جذوع الأشجار العائمة في الماء. وبمجرد دفن هذه المجموعات من الأعمدة بين الطبقات الرسوبية الساخنة التي ترسبت أثناء الطوفان، تشكل الفحم والنفط بسرعة.

"خلاصة القول: يمكن أن تتشكل التراكمات الصناعية من النفط والغاز الطبيعي على مدى عدة آلاف من السنين في الأحواض الرسوبية [طبقات الطين المجففة] في ظل ظروف تدفق السوائل الساخنة على مدى فترات زمنية مماثلة."

وفرت التكوينات الطينية الساخنة والرطبة الناتجة عن طوفان نوح الظروف المثالية للتكوين السريع للفحم والنفط والغاز.

الوقت اللازم "لإنشاء" الفحم والنفط.

أظهرت الدراسات المعملية على مدى العقود القليلة الماضية أن الفحم والنفط يمكن أن يتشكلا بسرعة. في مايو 1972، كتب جورج هيل، عميد كلية المناجم، مقالًا نُشر في مجلة التكنولوجيا الكيميائية، المعروفة الآن باسم Kemtech. وقال في الصفحة 292:

"بمحض الصدفة، أدى ذلك إلى اكتشاف مذهل إلى حد ما... تشير هذه الملاحظات إلى أنه أثناء عملية التكوين، من المحتمل أن يكون الفحم عالي الجودة قد تعرض لدرجات حرارة عالية في مرحلة ما من تاريخه. ربما كانت آلية تكوين هذا الفحم عالي الجودة عبارة عن حدث تسبب في تسخين حاد على المدى القصير.

الحقيقة هي أن هيل تمكن ببساطة من إنتاج الفحم (لا يمكن تمييزه عن الفحم الطبيعي). واستغرق الأمر منه ست ساعات.

منذ أكثر من 20 عاما، ابتكر باحثون بريطانيون طريقة لتحويل النفايات المنزلية إلى زيت مناسب لتدفئة المنازل وتزويد محطات الطاقة بالوقود.

يمكن أيضًا أن يتشكل الفحم الطبيعي بسرعة. أعلن مختبر أرجون الوطني نتائج بحث علمي يظهر أنه في ظل الظروف الطبيعية، يمكن تشكيل الفحم في أقل من 36 أسبوعا. وفقًا لهذا التقرير، لتكوين الفحم، من الضروري فقط دفن الخشب وطين الكاولين كعامل محفز على عمق كافٍ (لمنع الوصول إلى الأكسجين)؛ وأن تكون درجة حرارة الصخور المحيطة بها 150 درجة مئوية. وفي ظل هذه الظروف، يتم إنتاج الفحم خلال 36 شهرًا فقط. وأشار التقرير كذلك إلى أنه عند درجات الحرارة المرتفعة، يتشكل الفحم بشكل أسرع.

النفط مورد طبيعي متجدد.

والأمر المثير هنا هو أن احتياطيات النفط والغاز الطبيعي قد لا تكون محدودة ومحدودة كما يتصور الكثيرون. في 16 أبريل 1999، كتب أحد مراسلي صحيفة وول ستريت جورنال مقالاً بعنوان "ليست مزحة: حقل النفط ينمو أثناء إنتاج النفط". يبدأ مثل هذا:

"هيوستن - هناك شيء غامض يحدث في جزيرة يوجين 330."

ويُعتقد أن الحقل الواقع في خليج المكسيك بعيدًا عن ساحل لويزيانا قد انخفض إنتاجه لسنوات عديدة. ولبعض الوقت كان يتصرف كحقل عادي: بعد اكتشافه في عام 1973، وصل إنتاج النفط في الجزيرة الجنوبية 330 إلى ذروة بلغت حوالي 15 ألف برميل يوميا. وبحلول عام 1989، انخفض الإنتاج إلى حوالي 4000 برميل يوميًا.

ثم، وبشكل غير متوقع... ابتسم القدر على جزيرة يوجين مرة أخرى. وينتج الحقل، الذي تنتجه شركة بينز للطاقة، الآن 13 ألف برميل يوميا، وارتفعت الاحتياطيات المحتملة من 60 إلى أكثر من 400 مليون برميل. والأغرب من ذلك هو أنه وفقاً للعلماء الذين يدرسون هذا المجال، فإن العمر الجيولوجي للنفط المتدفق من الأنابيب يختلف تماماً عن عمر النفط الذي خرج من الأرض قبل 10 سنوات.

لذا، يبدو أن النفط لا يزال يتشكل في باطن الأرض؛ وجودته أعلى من تلك الموجودة في الأصل. كلما قمنا بمزيد من الأبحاث، كلما علمنا أن القوى الطبيعية التي تنتج النفط الجديد لا تزال تعمل!

الاستنتاجات.

وبالنظر إلى صور مناجم الفحم الضخمة وتحقيق البيانات المتعلقة باحتياطيات النفط، يمكننا أن نفترض ما يلي:

تشكل النفط في العصور القديمة في موقع الغابات والأدغال الشاسعة التي كانت موجودة سابقًا. أولئك. حيث توجد الآن أكبر احتياطيات من النفط والفحم في العالم، كانت هناك غابات لا يمكن اختراقها بأشجار ضخمة. ووجدت كل هذه الغابات نفسها في لحظة واحدة ملقاة في كومة واحدة ضخمة، والتي تم تغطيتها لاحقًا بالأرض، والتي تشكل الفحم والنفط تحتها دون الوصول إلى الهواء. بدلاً من سيبيريا - كانت الغابة وصحراء الكويت والعراق والإمارات العربية المتحدة والمكسيك مغطاة بغابات لا يمكن اختراقها منذ آلاف السنين.

في حالة حدوث نهاية العالم في المستقبل، فإن أحفادنا، مثلنا، في غضون بضعة آلاف من السنين لديهم فرصة لامتلاك أغنى الرواسب المعدنية. بالإضافة إلى تلك التي لن يكون لدينا الوقت لاستخراجها ومعالجتها، ستظهر غابات جديدة، ويمكننا أن نقول بثقة أنها ستكون موجودة جغرافيًا في مكان الغابات الكثيفة الحالية - مرة أخرى، سيبيريا لدينا)، غابة الأمازون وغيرها من الأماكن المشجرة على كوكبنا.