РЕФЕРАТ
На тему: Гипотезы происхождения нефти
Выполнил: Толеубаева Д.
Проверил: Сигитов В.Б.
Введение
Современная мировая экономика не может обойтись без нефти. Именно поэтому ее все чаще сравнивается с золотом. Спрос на этот энергоресурс возрастает с каждым днем, позволяя компаниям, занимающимся добычей углеводородов, получать солидные прибыли. Каково же происхождение нефти? Почему одни страны богаты этим ресурсом, а другие страдают от его недостатка?
Для того, чтобы понять, как образуется этот ресурс, важно разобрать его состав. Нефть состоит из:
· Метановых, парафиновых, нафтеновых и других углеводородов
· Смолистых веществ и асфальтенов
· Серосодержащих веществ
· Азотистых и кислородных соединений
· Меньше 1% составляют тяжелые металлы
Проанализировав состав этого вещества ученые разработали несколько теорий происхождения нефти. Причем каждая из них имеет многочисленное число сторонников и ярых противников остальных теорий. Наиболее популярные гипотезы происхождения нефти:
1. Биогенная
2. Неорганическая
3. Космическая
Современные теории происхождения нефти появились в начале XIX века и лишь в XX столетии приобрели более научный вид. Но, о том, как образуются углеводороды в недрах земли, спорят и по сей день. На данный момент ученые не пришли к единому мнению на этот счет. Поэтому точного ответа на вопрос, откуда берется это вещество под землей, вам никто не даст.
Биогенная или органическая теория
Биогенное происхождение нефти является одной из самых популярных гипотез образования «черного золота» в недрах нашей планеты. На сегодняшний день, эта гипотеза более популярна в кругу академических ученых. Согласно ей, эта жидкость возникла в результате разложения растений и животных на дне различных водоемов. Останки в результате различных химических процессов разлагались. Находящиеся на глубине более 3000 метров они высвобождали углеводороды. Органическая теория происхождения нефти может быть возможной только в условиях высоких температур (140 – 160 градусов).
Жидкие углеводороды, освободившись из органической массы, заполняют собой пустоты. Сегодня их называют месторождениями. Нефть, которая находится на большой глубине, содержится при температуре окружающей среды около 200 градусов. Высокая температура позволяет выделить из нее природный газ.
Биогенную теорию происхождения «черного золота» впервые в России сформулировал М. В. Ломоносов. Известные ученые того времени были практически единодушными в природе образования этого ресурса. Единственным камнем преткновения был исходный материал. Некоторые считали его доисторическими растениями, другие – животными.
Версии биологического происхождения нефти имеют свою доказательную базу. Немецкие специалисты Энглер и Гефер провели опыт по перегонки рыбьего жира под высоким давлением и температуры. Им удалось получить вещество, состав которого отдаленно напоминал нефть. Русский ученый Н. Д. Зелинский провел похожий опыт, но взял за исходный материал растительный ил озера Балхаш. Ему удалось получить бензин, керосин, метан и тяжелые металлы.
Сущность органической теории происхождения нефти заключается в том, что нефть и газ образуются из органического вещества, находящегося в рассеянном состоянии в осадочных породах. Считается, что основным органическим материалом, накапливающимся в осадочных породах, являются отмершие остатки микрофлоры и микрофауны (планктон, бентос и др.), развивающиеся в морской воде, к которым примешивались остатки животного и растительного мира.]
Абиогенная или неорганическая теория происхождения
Не прошел мимо этого вопроса и Д. И. Менделеев. Видный ученый считал, что нефть образовалась в результате реакции воды, попадающей в разломы горных пород и встречающейся с карбидами железа. В лабораторных условиях ученый смог подтвердить свою теорию, но многие геологи ее опровергли, посчитав невозможным «стерильный» результат в природных условиях.
Абиогенная теория происхождения нефти является второй по популярности. Кроме Д. И. Менделеева ее сторонниками являются такие видные ученые своего времени как А. Гумбольд, Н. А. Кудрявцев, Т. М. Голд и другие. Успех этой теории связан с удачными экспериментами по выявлению этого вещества из минерального сырья в лабораториях. Неорганическое происхождение нефти в конце XIX века стала одной из главных гипотез происхождения этого маслянистого вещества.
Д. И. Менделеев называл свою абиогенную теорию – карбидной. И хоть многие геологи не соглашались с его доводами, эксперимент по доказательству этой версии подтвердил ее право на существование. Известный химик считал, что земля состоит из расплавленного железа. Карбиды, которые являются спутниками этого металла, являются исходным материалом для образования самого значимого полезного ископаемого в истории человечества.
После реакции воды с карбидами, образуемые при такой реакции вещества, поднимались выше и окончательно формировались за счет более низких температур. Этот процесс, по мнению сторонников гипотезы, происходит постоянно. Поэтому, уменьшение запасов «черного золота» не грозит человечеству.
А вот основатель советской нефтяной геологии Иван Михайлович Губкин был главным противником теории Менделеева и всегда выступал с критикой в ее адрес. Он считал, что базальтовый пояс не даст воде проникнуть к ядру земли и встретится с карбидами железа.
Многое сделал для понимания образования углеводородов в недрах земли знаменитый американский геолог Арвилл Леворсен. Он придерживается осадочно-миграционной теории происхождения.
Сторонники абиогенной теории считают, что образование жидких углеводородов является результатом геологических процессов, происходящих в недрах Земли и никак не связано с биологическими объектами.
Одним из первых такое предположение высказал французский химик М.Бертло в 1866 году. 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 с обстоятельным докладом выступил 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 встречается с карбидами железа и под воздействием окружающих температур и давления вступает с ними в реакцию. В результате реакции образуются оксиды железа и углеводороды, например этан.
Полученные вещества по тем же разломам поднимаются в верхние слои земной коры и насыщают пористые породы. Лабораторные опыты подтвердили возможность таких химических реакций. Впрочем, идеи «чистого химика» Менделеева подверглись критике со стороны геологов, которые считали, что опыты, проведенные в лаборатории, значительно отличаются от процессов, происходящих в природе.
Несколько десятилетий назад абиогенная теория получила сильный аргумент с неожиданной стороны. Исследования космического пространства показали, что во Вселенной существуют планеты, на которых отмечается присутствие углеводородов. Есть такие космические тела и в нашей Солнечной системе. Присутствие метана отмечено на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. На Титане, спутнике Сатурна, найдены реки и озера, состоящие из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена. Отличный набор сырья для газохимического комбината, не правда ли? Если на других планетах Солнечной системы углеводороды могут образовываться без участия биологических объектов, почему это невозможно на Земле?
«Конечно, абиогенное образование метана возможно», — говорят исследователи океанов. Подтверждением служат геотермальные гейзеры, также называемые «чёрными курильщиками». Их находят на дне океанов в местах расхождения тектонических плит. Морская вода взаимодействует с породами, содержащими железо, в результате чего образуется водород. В дальнейшем водород реагирует с углекислым газом или углеродосодержащими минералами с образованием метана, который выбрасывается из жерла гейзера. В местах расположения геотермальных гейзеров отсутствуют осадочные породы, что не оставляет сомнений в том, что в данном случае метан образуется из неорганических соединений.