地球深處蘊(yùn)藏著無(wú)盡的奇跡。石油,就是其中之一。
記得小時(shí)候,課本上寫著石油這種不可再生資源,馬上就要耗盡了,大家一定要節(jié)約使用。然而,現(xiàn)實(shí)是石油不但沒有枯竭,還越來(lái)越多被發(fā)現(xiàn),這到底是怎么回事?
根據(jù)課本上的說法,石油是由古代的生物遺骸經(jīng)過億萬(wàn)年的壓縮和加熱而形成的,它的數(shù)量是有限的,隨著人類的不斷開采和消耗,它會(huì)在不久的將來(lái)枯竭,給人類帶來(lái)巨大的危機(jī)。很多人因此擔(dān)心過,如果沒有了石油,我們的工業(yè)、交通、農(nóng)業(yè)、生活等方方面面都會(huì)受到嚴(yán)重的影響,甚至導(dǎo)致文明的倒退。
但現(xiàn)在,如果你還有這樣的想法,那么你可能要失望了。
因?yàn)槭聦?shí)并非如此。
隨著科技的進(jìn)步和市場(chǎng)的調(diào)節(jié),石油的儲(chǔ)量和產(chǎn)量都在不斷增加,而不是減少。石油并沒有像一些人預(yù)測(cè)的那樣,在2000年左右達(dá)到峰值,之后就進(jìn)入下降階段。相反,在過去的幾十年里,全球發(fā)現(xiàn)了許多新的油田和油氣資源,使得石油供應(yīng)充足甚至過剩。美國(guó)更是通過開發(fā)非 常規(guī)的頁(yè)巖油氣,實(shí)現(xiàn)了能源自給自足,甚至出口石油。這些事實(shí)都表明,石油并不會(huì)像一些人想象的那樣,在我們有生之年就枯竭。
那么,為什么會(huì)有這樣的誤解呢?
首先,為什么很多人都認(rèn)為石油是一種不可再生資源,它是由古代生物形成的呢?
這其實(shí)跟我們對(duì)石油生成理論的認(rèn)識(shí)有關(guān)。石油生成理論是指解釋石油是怎么形成的科學(xué)理論。目前,世界上主流的石油生成理論是有機(jī)生成理論,也就是說,石油是由古代生物遺骸經(jīng)過地質(zhì)作用而形成的。這個(gè)理論最早在1757年被提出,后來(lái)經(jīng)過不斷地完善和證實(shí),成為了國(guó)際上公認(rèn)和接受的理論。
有機(jī)生成理論認(rèn)為,在江河湖海里沉積下來(lái)的沉積巖中含有大量不溶有機(jī)質(zhì),它們是由復(fù)雜的大分子組成,以碳?xì)錇橹,還含有氧硫氮磷等元素。這些有機(jī)質(zhì)埋藏在地下之后,逐漸越埋越深,隨著深度增加、地溫也增加,地球上平均埋藏深度每增加33米,溫度就增加1℃。當(dāng)溫度達(dá)到一定程度(大約不超過200℃),經(jīng)過漫長(zhǎng)時(shí)間(可能是幾千萬(wàn)年),這些有機(jī)質(zhì)就會(huì)發(fā)生裂解反應(yīng),變成更小更簡(jiǎn)單的分子,也就是我們所說的天然石油。
這個(gè)理論看起來(lái)很合理很科學(xué),也有很多證據(jù)支持它。比如:
石油中含有大量的生物標(biāo)志物 ,比如脂肪酸、甾醇、萜類等,這些物質(zhì)很難用無(wú)機(jī)反應(yīng)來(lái)合成,而且與古代生物的遺骸有很強(qiáng)的相似性和對(duì)應(yīng)性。生物標(biāo)志物有點(diǎn)像石油的DNA密碼,它們可以表征石油的生物來(lái)源和成熟度。石油主要分布在含有大量有機(jī)質(zhì)的沉積巖層中,而且與沉積巖的地質(zhì)時(shí)代、類型、厚度、成熟度等都有密切的關(guān)系,說明石油是由沉積巖中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化而來(lái)的。石油與其他古代生命遺骸相關(guān)聯(lián)的資源(如天然氣、煤、泥盆紀(jì)植物)具有相似的碳同位素組成和地球化學(xué)特征,說明它們都是由同一種生物源頭產(chǎn)生的。石油勘探和開發(fā)的實(shí)踐證明,按照有機(jī)生成理論的指導(dǎo)思想,可以有效地找到和利用石油資源,而按照無(wú)機(jī)生成理論的思路,卻很難取得成功。
因此,有機(jī)生成理論被廣泛認(rèn)為是正確和可靠的理論。
但是,這個(gè)理論并不是沒有爭(zhēng)議和挑戰(zhàn)。
事實(shí)上,還有另一種理論,也就是無(wú)機(jī)生成理論,它認(rèn)為石油并不是由生物形成的,而是由地球內(nèi)部的無(wú)機(jī)物質(zhì)經(jīng)過高溫高壓而形成的。這個(gè)理論最早在1866年被提出,后來(lái)也經(jīng)過不斷地完善和證實(shí),開始擁有很多支持者。
無(wú)機(jī)生成理論認(rèn)為,在地球內(nèi)部深處(大約200公里以下),存在著大量的甲烷等簡(jiǎn)單碳?xì)浠衔,它們是由地幔中的碳和氫元素?jīng)過高溫高壓而形成的。這些碳?xì)浠衔镫S著地幔對(duì)流或者板塊運(yùn)動(dòng)而上升到地殼中,經(jīng)過一系列的催化反應(yīng)和分餾作用,變成了更復(fù)雜更多樣的碳?xì)浠衔,也就是我們所說的天然石油。
這個(gè)理論看起來(lái)也很合理很科學(xué),也有很多證據(jù)支持它。比如:
石油中含有一些非生物起源的元素,比如氦、氖、氪等,這些元素很難用有機(jī)反應(yīng)來(lái)解釋,而且與地球內(nèi)部的物質(zhì)有很強(qiáng)的相似性和對(duì)應(yīng)性。石油在一些沒有生物存在的地方,比如火星、土星的衛(wèi)星泰坦、彗星等,也發(fā)現(xiàn)了有機(jī)物的存在,說明石油并不一定需要生物作為原料。
石油在一些沒有沉積巖的地方,比如火成巖、變質(zhì)巖、結(jié)晶基巖等,也發(fā)現(xiàn)了,說明石油并不一定需要沉積巖作為載體。石油在實(shí)驗(yàn)室中也可以用無(wú)機(jī)物質(zhì)合成,比如用鐵、水、石灰石等物質(zhì)在高溫高壓下制造出甲烷等碳?xì)浠衔,說明石油并不一定需要生物作為原料。這些事實(shí)都表明,無(wú)機(jī)生成理論也是有一定的道理和依據(jù)的。
但是,這個(gè)理論也不是沒有爭(zhēng)議和挑戰(zhàn)。事實(shí)上,它也有很多的問題和困難。比如:
無(wú)機(jī)生成理論沒有解釋清楚石油中的生物標(biāo)志物是怎么形成的,它們的存在與生物遺骸的關(guān)系是怎樣的,為什么有些石油中有很多生物標(biāo)志物,而有些石油中卻很少或者沒有。無(wú)機(jī)生成理論沒有解釋清楚石油是怎么從地球內(nèi)部深處運(yùn)移到地殼中的,它們經(jīng)過了什么樣的路徑和過程,為什么有些地方有很多石油,而有些地方卻很少或者沒有。無(wú)機(jī)生成理論沒有解釋清楚石油的分布規(guī)律和地質(zhì)特征是怎樣的,為什么石油主要分布在含有大量有機(jī)質(zhì)的沉積巖層中,而且與沉積巖的地質(zhì)時(shí)代、類型、厚度、成熟度等都有密切的關(guān)系。無(wú)機(jī)生成理論沒有解釋清楚石油勘探和開發(fā)的實(shí)踐效果是怎樣的,為什么按照無(wú)機(jī)生成理論的指導(dǎo)思想,很難找到和利用石油資源,而按照有機(jī)生成理論的思路,卻可以有效地取得成功。
因此,無(wú)機(jī)生成理論依然被很多人認(rèn)為是錯(cuò)誤和不可靠的理論。
但是,這個(gè)理論并不是完全沒有價(jià)值和意義的。事實(shí)上,它也提供了一種不同的視角和思路來(lái)看待和探索石油資源。
也許未來(lái)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步或者新發(fā)現(xiàn)會(huì)改變我們對(duì)無(wú)機(jī)生成理論的認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)。
那么,到底哪種理論更正確呢?
很遺憾,這個(gè)問題并沒有一個(gè)確定和簡(jiǎn)單的答案!或許兩種理論都有一定的合理性和局限性,或許兩種理論都只是部分地反映了石油生成的真相,或許兩種理論都需要進(jìn)一步地完善和證實(shí)。
我們不能用一種偏激或者教條的態(tài)度來(lái)看待這個(gè)問題,而應(yīng)該用一種包容和創(chuàng)新的態(tài)度來(lái)分析這個(gè)問題。
也許未來(lái)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)更全面更準(zhǔn)確更科學(xué)的理論來(lái)解釋石油生成的奧秘。
你覺得石油到底是怎么生成的?
另外,人類有了新能源,真的就能擺脫石油么?