Abiogen petroleum oprindelse - Abiogenic petroleum origin

Abiogen petroleumsoprindelse er en samling hypoteser, der foreslår, at olie- og naturgasforekomster for det meste dannes ved uorganiske midler, snarere end ved nedbrydning af organismer. Thomas Gold 's dybe gas hypotese hedder det nogle naturlige gasforekomster blev dannet ud af kulbrinter dybt i Jordens kappe . Teorier, der forklarer oprindelsen af ​​olie som abiotisk, accepteres generelt ikke godt af det videnskabelige samfund og afvises af de fleste forskere og videnskabelige teorier om emnet.

Tidligere undersøgelser af mantel-afledte sten fra mange steder har vist, at kulbrinter fra kappeområdet kan findes bredt rundt om i verden. Indholdet af sådanne kulbrinter er imidlertid i lav koncentration. Selvom der kan være store aflejringer af abiotiske kulbrinter, anses globalt betydelige mængder af abiotiske kulbrinter for usandsynlige.

Oversigt hypoteser

Nogle abiogene hypoteser har foreslået, at olie og gas ikke stammer fra fossile aflejringer, men i stedet stammer fra dybe kulstofaflejringer, der er til stede siden jordens dannelse . Derudover er det blevet foreslået, at kulbrinter kan være ankommet til Jorden fra faste kroppe som kometer og asteroider fra den sene dannelse af solsystemet og transporterer kulbrinter med sig.

Den abiogene hypotese genvandt en vis opbakning i 2009, da forskere ved Royal Institute of Technology ( KTH ) i Stockholm rapporterede, at de troede, at de havde bevist, at fossiler fra dyr og planter ikke er nødvendige for, at råolie og naturgas kan genereres.

Historie

En abiogen hypotese blev først foreslået af Georgius Agricola i 1500 -tallet, og forskellige yderligere abiogene hypoteser blev foreslået i 1800 -tallet, især af den preussiske geograf Alexander von Humboldt , den russiske kemiker Dmitri Mendeleev (1877) og den franske kemiker Marcellin Berthelot . Abiogene hypoteser blev genoplivet i sidste halvdel af det 20. århundrede af sovjetiske forskere, der havde ringe indflydelse uden for Sovjetunionen, fordi det meste af deres forskning blev offentliggjort på russisk. Hypotesen blev omdefineret og gjort populær i Vesten af Thomas Gold , der udviklede sine teorier fra 1979 til 1998 og publicerede sin forskning på engelsk.

Abraham Gottlob Werner og fortalerne for neptunisme i 1700 -tallet betragtede basaltiske tærskler som størkne olier eller bitumen. Selvom disse forestillinger viste sig ubegrundede, fastholdt grundtanken om en sammenhæng mellem olie og magmatisme. Alexander von Humboldt foreslog en uorganisk abiogen hypotese for petroleumdannelse, efter at han havde observeret petroleumskilder i Cumaux -bugten ( Cumaná ) på Venezuelas nordøstlige kyst . Han citeres for at sige i 1804, "råolie er et produkt af en destillation fra stor dybde og emner fra de primitive klipper, under hvilke kræfterne ved al vulkansk handling ligger". Andre tidlige fremtrædende fortalere for, hvad der ville blive den generaliserede abiogene hypotese, omfattede Dmitri Mendeleev og Berthelot .

I 1951 foreslog den sovjetiske geolog Nikolai Alexandrovitch Kudryavtsev den moderne abiotiske hypotese om olie. På grundlag af hans analyse af Athabasca Oil Sands i Alberta, Canada , konkluderede han, at ingen "kildebergarter" kunne danne den enorme mængde kulbrinter, og tilbød derfor abiotisk dyb råolie som den mest sandsynlige forklaring. (Humic coals er siden blevet foreslået til kildebjergene.) Andre, der fortsatte Kudryavtsevs arbejde, omfattede Petr N. Kropotkin , Vladimir B. Porfir'ev , Emmanuil B. Chekaliuk , Vladilen A. Krayushkin, Georgi E. Boyko , Georgi I. Voitov , Grygori N. Dolenko , Iona V. Greenberg, Nikolai S. Beskrovny og Victor F. Linetsky .

Astronomen Thomas Gold var en fremtrædende fortaler for den abiogene hypotese i Vesten indtil hans død i 2004. For nylig er Jack Kenney fra Gas Resources Corporation blevet fremtrædende, understøttet af undersøgelser fra forskere ved Royal Institute of Technology (KTH) i Stockholm , Sverige.

Fundamenter for abiogene hypoteser

Inden for kappen kan kulstof eksistere som kulbrinter - kort sagt metan - og som elementært kulstof, kuldioxid og carbonater. Den abiotiske hypotese er, at den fulde pakke kulbrinter, der findes i råolie, enten kan genereres i kappen ved abiogene processer eller ved biologisk behandling af de abiogene kulbrinter, og at kilde-kulbrinterne af abiogen oprindelse kan migrere ud af kappen til skorpe, indtil de undslipper til overfladen eller er fanget af uigennemtrængelige lag, der danner oliebeholdere.

Abiogene hypoteser afviser generelt antagelsen om, at visse molekyler, der findes i råolie, kendt som biomarkører , er vejledende for petroleums biologiske oprindelse. De hævder, at disse molekyler for det meste kommer fra mikrober, der fodrer med olie i dens opadgående vandring gennem skorpen, at nogle af dem findes i meteoritter, som formodentlig aldrig har kontaktet levende materiale, og at nogle kan genereres abiogenisk ved plausible reaktioner i råolie.

Nogle af de beviser, der bruges til at understøtte abiogene teorier, omfatter:

Fortalere Vare
Guld Tilstedeværelsen af ​​metan på andre planeter, meteorer, måner og kometer
Guld, Kenney Foreslåede mekanismer til abiotisk kemisk syntetisering af kulbrinter i kappen
Kudryavtsev, Guld Kulbrinte-rige områder har en tendens til at være kulbrinte-rige på mange forskellige niveauer
Kudryavtsev, Guld Olie- og metanforekomster findes i store mønstre relateret til dybtliggende store strukturelle træk ved skorpen frem for patchwork af sedimentære aflejringer
Guld Fortolkninger af den kemiske og isotopiske sammensætning af naturlig råolie
Kudryavtsev, Guld Tilstedeværelsen af ​​olie og metan i ikke- sedimentære sten på jorden
Guld Eksistensen af metan hydrat- indskud
Guld Opfattede tvetydighed i nogle antagelser og centrale beviser, der blev brugt i den konventionelle forståelse af råolie .
Guld Bituminøse kul skabelse er baseret på dybe kulbrinte siver
Guld Overfladekulstofbudget og iltniveauer stabile over geologiske tidsskalaer
Kudryavtsev, Guld Den biogene forklaring forklarer ikke nogle carbonhydridaflejringsegenskaber
Szatmari Fordelingen af ​​metaller i råolier passer bedre med øvre serpentiniserede kappe, primitive kappe- og kondritmønstre end oceanisk og kontinental skorpe og viser ingen sammenhæng med havvand
Guld Foreningen af ​​kulbrinter med helium , en ædelgas

Nylig undersøgelse af abiogene hypoteser

Fra 2009 er der kun lidt forskning rettet mod etablering af abiogen petroleum eller metan , selvom Carnegie Institution for Science har rapporteret, at etan og tungere kulbrinter kan syntetiseres under betingelser i den øvre kappe . Forskning, der hovedsageligt vedrører astrobiologi og den dybe mikrobielle biosfære og serpentinite -reaktioner, giver dog fortsat indsigt i abiogene kulbrintters bidrag til petroleumsakkumuleringer.

  • stenporøsitet og migrationsveje til abiogen råolie
  • kappe peridotit -serpentiniseringsreaktioner og andre naturlige Fischer -Tropsch -analoger
  • Urkulbrinter i meteoritter , kometer , asteroider og solsystemets faste kroppe
    • Ur eller gamle kilder til kulbrinter eller kulstof på jorden
  • isotopiske undersøgelser af grundvandsmagasiner, sedimentcementer, formationsgasser og ædelgassernes sammensætning og nitrogen i mange oliefelter
  • petroleumens geokemi og tilstedeværelsen af ​​spormetaller relateret til Jordens kappe (nikkel, vanadium, cadmium, arsen , bly , zink , kviksølv og andre)
  • Du finder ikke lag af kul i et oliefelt hverken over eller under olieforekomster. Hvis råolie kom fra fossile rester, hvorfor kan vi så ikke finde kul blandet med råolie i et oliefelt?
  • Forarmede reserver kan tage mange millioner år at genopfylde langsomt, forudsat at alle betingelser stadig er levedygtige.

De fleste forskere betragter teorien som let afkræftelig med grundlæggende videnskabelig viden og placerer den ofte inden for pseudovidenskab eller konspirationsteorier. Nogle almindelige kritikpunkter omfatter:

  • Hvis der blev skabt olie i kappen, ville det forventes, at olie oftest ville findes i fejlzoner, da det ville give den største mulighed for olie at migrere ind i skorpen fra kappen. Derudover har kappen nær subduktionszoner tendens til at være mere oxiderende end resten. Placeringerne af olieforekomster har imidlertid ikke vist sig at være korreleret med fejlzoner.

Foreslåede mekanismer for abiogen petroleum

Urindskud

Thomas Golds arbejde var fokuseret på kulbrinteforekomster af oprindelig oprindelse. Meteoritter menes at repræsentere den vigtigste sammensætning af materiale, hvorfra jorden blev dannet. Nogle meteoritter, såsom kulstofholdige chondritter , indeholder kulstofholdigt materiale. Hvis en stor mængde af dette materiale stadig er inden for Jorden, kunne det have lækket opad i milliarder af år. De termodynamiske forhold i kappen ville tillade mange kulbrintemolekyler at være i ligevægt under højt tryk og høj temperatur. Selvom molekyler under disse betingelser kan skilles ad, ville resulterende fragmenter blive reformeret på grund af trykket. En gennemsnitlig ligevægt mellem forskellige molekyler ville eksistere afhængigt af betingelser og materialets carbon-hydrogen-forhold.

Skabelse inden for kappen

Russiske forskere konkluderede, at kulbrinteblandinger ville blive skabt inden for kappen. Eksperimenter under høje temperaturer og tryk frembragte mange carbonhydrider- herunder n- alkaner gennem C 10 H 22- fra jernoxid , calciumcarbonat og vand. Fordi sådanne materialer er i kappen og i subdukteret skorpe, er der ikke noget krav om, at alle kulbrinter fremstilles af oprindelige aflejringer.

Hydrogenproduktion

Hydrogengas og vand er blevet fundet mere end 6.000 meter (20.000 ft) dyb i den øvre skorpe i Siljansringen borehuller og Kola superdybe borehul . Data fra det vestlige USA tyder på, at akviferer fra nær overfladen kan strække sig til dybder på 10.000 meter til 33.000 fod. Hydrogengas kan dannes ved at vand reagerer med silikater , kvarts og feltspat ved temperaturer i området 25 ° C (77 ° F) til 270 ° C (518 ° F). Disse mineraler er almindelige i skorpe sten som granit . Brint kan reagere med opløste kulstofforbindelser i vand for at danne metan og højere kulstofforbindelser.

En reaktion, der ikke involverer silikater, der kan danne brint, er:

Feroxid + vand → magnetit + hydrogen
3FeO + H 2 O → Fe 3 O 4 + H 2

Ovenstående reaktion fungerer bedst ved lave tryk. Ved tryk større end 5 gigapascal (49.000 atm) dannes der næsten ikke brint.

Thomas Gold rapporterede, at kulbrinter blev fundet i Siljan Ring -boringen og generelt steg med dybden, selvom satsningen ikke var en kommerciel succes.

Flere geologer analyserede imidlertid resultaterne og sagde, at der ikke blev fundet kulbrinte.

Serpentinit mekanisme

I 1967 foreslog den ukrainske videnskabsmand Emmanuil B. Chekaliuk , at der kunne dannes råolie ved høje temperaturer og tryk fra uorganisk kulstof i form af kuldioxid, brint og/eller metan.

Denne mekanisme understøttes af flere bevislinjer, der accepteres af moderne videnskabelig litteratur. Dette indebærer syntese af olie i skorpen via katalyse af kemisk reduktive sten. En foreslået mekanisme til dannelse af uorganiske carbonhydrider er via naturlige analoger til Fischer -Tropsch -processen kendt som serpentinitmekanismen eller serpentinitprocessen.

Serpentinitter er ideelle klipper til at være vært for denne proces, da de er dannet af peridotitter og dunitter , sten som indeholder mere end 80% olivin og normalt en procentdel af Fe-Ti-spinelmineraler. De fleste oliviner indeholder også høje nikkelkoncentrationer (op til flere procent) og kan også indeholde krom eller chrom som en kontaminant i olivin, hvilket giver de nødvendige overgangsmetaller.

Serpentinitsyntese og spinelspaltningsreaktioner kræver imidlertid hydrotermisk ændring af uberørt peridotit-dunit, som er en endelig proces, der i sagens natur er relateret til metamorfisme, og som yderligere kræver betydelig tilsætning af vand. Serpentinite er ustabil ved mantle temperaturer og er let dehydratiseres til granulite , amfibolit , talkum - schist og endda eclogite . Dette tyder på, at methanogenese i nærvær af serpentinitter er begrænset i rum og tid til midterhavsrygge og øvre niveauer af subduktionszoner. Vand er imidlertid fundet så dybt som 12.000 meter, så vandbaserede reaktioner er afhængige af de lokale forhold. Olie, der dannes ved denne proces i intrakratoniske områder, er begrænset af materialer og temperatur.

Serpentinit syntese

Et kemisk grundlag for den abiotiske olieproces er serpentinisering af peridotit , der begynder med methanogenese via hydrolyse af olivin til serpentin i nærvær af kuldioxid. Olivine, sammensat af Forsterit og Fayalite -metamorfoser til serpentin, magnetit og silica ved følgende reaktioner, med silica fra fayalitnedbrydning (reaktion 1a), der føder ind i forsteritreaktionen (1b).

Reaktion 1a :
Fayalit + vand → magnetit + vandig silica + hydrogen

Reaktion 1b :
Forsterit + vandig silica → serpentinit

Når denne reaktion finder sted i nærvær af opløst carbondioxid (kulsyre) ved temperaturer over 500 ° C (932 ° F) finder reaktion 2a sted.

Reaktion 2a :
Olivin + vand + kulsyre → serpentin + magnetit + methan

eller, i afbalanceret form: →

Reaktion 2 (b) er imidlertid lige så sandsynlig og understøttet af tilstedeværelsen af ​​rigelige talkumcarbonatskiftere og magnesitstringerårer i mange serpentiniserede peridotitter;

Reaktion 2b :
Olivin + vand + kulsyre → serpentin + magnetit + magnesit + silica

Opgraderingen af ​​metan til højere n-alkan-carbonhydrider sker via dehydrogenering af methan i nærvær af katalysatorovergangsmetaller (f.eks. Fe, Ni). Dette kan betegnes spinelhydrolyse.

Spinelpolymerisationsmekanisme

Magnetit , chromit og ilmenit er mineraler fra Fe-spinelgruppen, der findes i mange sten, men sjældent som en vigtig komponent i ikke- ultramafiske sten. I disse sten giver høje koncentrationer af magmatisk magnetit, chromit og ilmenit en reduceret matrix, som kan tillade abiotisk krakning af metan til højere kulbrinter under hydrotermiske hændelser.

Kemisk reducerede sten er påkrævet for at drive denne reaktion, og høje temperaturer er nødvendige for at tillade metan at blive polymeriseret til etan. Bemærk, at reaktion 1a ovenfor også skaber magnetit.

Reaktion 3 :
Metan + magnetit → etan + hæmatit

Reaktion 3 resulterer i n-alkan-carbonhydrider, herunder lineære mættede carbonhydrider, alkoholer , aldehyder , ketoner , aromater og cykliske forbindelser.

Nedbrydning af carbonat

Calciumcarbonat kan nedbrydes ved omkring 500 ° C (932 ° F) ved følgende reaktion:

Reaktion 5 :
Hydrogen + calciumcarbonat → methan + calciumoxid + vand

Bemærk, at CaO (kalk) ikke er en mineralsk art, der findes i naturlige klipper. Selvom denne reaktion er mulig, er den ikke plausibel.

Bevis for abiogene mekanismer

  • Teoretiske beregninger af JF Kenney ved hjælp af skaleret partikelteori (en statistisk mekanisk model) til en forenklet forstyrret hårdkæde forudsiger, at metan komprimeres til 30.000 bar (3.0 GPa) eller 40.000 bar (4.0 GPa) kbar ved 1.000 ° C (1.830 ° F) (forhold i kappen) er relativt ustabil i forhold til højere kulbrinter. Disse beregninger inkluderer imidlertid ikke metanpyrolyse, der giver amorft carbon og hydrogen, hvilket anerkendes som den udbredte reaktion ved høje temperaturer.
  • Eksperimenter med diamantambolt -højtryksceller har resulteret i delvis omdannelse af metan og uorganiske carbonater til lette kulbrinter.,

Biotiske (mikrobielle) kulbrinter

Den "dybe biotiske råoliehypotese", der ligner den abiogene råoliehypotese, fastslår, at ikke alle petroleumsforekomster inden for jordens klipper kan forklares rent ud fra det ortodokse syn på petroleumsgeologi . Thomas Gold brugte udtrykket den dybe varme biosfære til at beskrive mikroberne, der lever under jorden.

Denne hypotese adskiller sig fra biogen olie ved, at dybdegående mikrobes rolle er en biologisk kilde til olie, der ikke er af sedimentær oprindelse og ikke stammer fra overfladekulstof. Dybt mikrobielt liv er kun en forurening af urkulbrinter. Dele af mikrober giver molekyler som biomarkører.

Dyb biotisk olie anses for at være dannet som et biprodukt af livscyklussen for dybe mikrober. Lav biotisk olie anses for at være dannet som et biprodukt af overfladiske mikroberes livscyklus.

Mikrobielle biomarkører

Thomas Gold nævnte i en bog fra 1999 opdagelsen af termofile bakterier i jordskorpen som ny støtte til postulatet om, at disse bakterier kunne forklare eksistensen af ​​visse biomarkører i udvundet olie. En tilbagevisning af biogen oprindelse baseret på biomarkører er blevet tilbudt af Kenney, et al. (2001).

Isotopiske beviser

Metan er allestedsnærværende i skorpevæske og gas. Forskning forsøger fortsat at karakterisere skorpe af metan som biogen eller abiogen ved hjælp af kulstofisotopfraktionering af observerede gasser (Lollar & Sherwood 2006). Der er få klare eksempler på abiogen metan-ethan-butan, da de samme processer favoriserer berigelse af lette isotoper i alle kemiske reaktioner, uanset om de er organiske eller uorganiske. δ 13 C methan overlapper den for uorganisk carbonat og grafit i skorpen, som er stærkt udtømt i 12 C, og opnår dette ved isotopfraktionering under metamorfe reaktioner.

Et argument for abiogen olie nævner den høje kulstofudtømning af metan, som stammer fra den observerede nedbrydning af kulstofisotoper med dybde i skorpen. Diamanter, der er endeligt af kappe -oprindelse, er imidlertid ikke så udtømte som metan, hvilket indebærer, at metan -carbonisotopfraktionering ikke styres af kappeværdier.

Kommercielt ekstraherbare koncentrationer af helium (større end 0,3%) findes i naturgas fra Panhandle- Hugoton felterne i USA samt fra nogle algeriske og russiske gasfelter.

Helium fanget i de fleste forekomster af olie, såsom forekomsten i Texas, er af en udpræget skorpe karakter med et Ra -forhold på mindre end 0,0001 atmosfærens.

Biomarkør kemikalier

Visse kemikalier, der findes i naturligt forekommende petroleum, indeholder kemiske og strukturelle ligheder med forbindelser, der findes i mange levende organismer. Disse omfatter terpenoider , terpener , pristan , phytane , cholestan , chloriner og porphyriner , som er store, chelaterende molekyler i den samme familie som hæm og klorofyl . Materialer, der tyder på visse biologiske processer, omfatter tetracyklisk diterpan og oleanan.

Tilstedeværelsen af ​​disse kemikalier i råolie er et resultat af inklusion af biologisk materiale i olien; disse kemikalier frigives af kerogen under produktionen af ​​kulbrinteolier, da disse er kemikalier, der er meget modstandsdygtige over for nedbrydning, og sandsynlige kemiske veje er blevet undersøgt. Abiotiske forsvarere oplyser, at biomarkører kommer i olie under dens vej op, når den kommer i kontakt med gamle fossiler. En mere sandsynlig forklaring er imidlertid, at biomarkører er spor af biologiske molekyler fra bakterier (archaea), der lever af urkulbrinter og dør i det miljø. For eksempel er hopanoider bare dele af den bakterielle cellevæg, der er til stede i olie som en forurening.

Spor metaller

Nikkel (Ni), vanadium (V), bly (Pb), arsen (As), cadmium (Cd), kviksølv (Hg) og andre metaller forekommer ofte i olier. Nogle tunge råolier, såsom venezuelansk svær råolie have op til 45% vanadium pentoxid indhold i deres aske, høj nok til, at det er en kommerciel kilde til vanadium. Abiotiske tilhængere hævder, at disse metaller er almindelige i Jordens kappe, men relativt høje indhold af nikkel, vanadium, bly og arsen kan normalt findes i næsten alle marine sedimenter.

Analyse af 22 sporstoffer i olier korrelerer væsentligt bedre med chondrit , serpentiniseret frugtbar kappe peridotit og den primitive kappe end med oceanisk eller kontinental skorpe og viser ingen sammenhæng med havvand.

Reduceret kulstof

Sir Robert Robinson studerede den kemiske sammensætning af naturlige petroleumsolier i detaljer og konkluderede, at de for det meste var alt for brintrige til at være et sandsynligt produkt af forfald af planteaffald under forudsætning af en dobbelt oprindelse for Jordens kulbrinter. Imidlertid kan flere processer, der genererer hydrogen, levere kerogenhydrogenering, som er forenelig med den konventionelle forklaring.

Olefiner , de umættede carbonhydrider, ville have været forventet at dominere langt i ethvert materiale, der blev afledt på den måde. Han skrev også: "Petroleum ... [synes at være] en oprindelig carbonhydridblanding, hvori bioprodukter er blevet tilsat."

Denne hypotese blev senere påvist at have været en misforståelse fra Robinson, relateret til det faktum, at kun eksperimenter med kort varighed var tilgængelige for ham. Olefiner er termisk meget ustabile (hvorfor naturligt råolie normalt ikke indeholder sådanne forbindelser) og i laboratorieforsøg, der varer mere end et par timer, er olefinerne ikke længere til stede.

Tilstedeværelsen af ​​iltfattige og hydroxylfattige carbonhydrider i naturlige levende medier understøttes af tilstedeværelsen af ​​naturlige vokser (n = 30+), olier (n = 20+) og lipider i både plantemateriale og animalsk stof, for eksempel fedtstoffer i planteplankton, zooplankton og så videre. Disse olier og vokser forekommer imidlertid i mængder, der er for små til væsentligt at påvirke det samlede hydrogen/carbon -forhold mellem biologiske materialer. Efter opdagelsen af ​​stærkt alifatiske biopolymerer i alger, og at oliedannende kerogen i det væsentlige repræsenterer koncentrater af sådanne materialer, eksisterer der imidlertid ikke længere noget teoretisk problem. De millioner af kilde stenprøver, der er blevet analyseret for olieudbytte fra olieindustrien, har også bekræftet de store mængder petroleum, der findes i sedimentære bassiner.

Empirisk bevis

Forekomster af abiotisk petroleum i kommercielle mængder i oliebrøndene i offshore Vietnam er undertiden citeret såvel som i Eugene Island blok 330 oliefelt og Dnieper-Donets Basin. Oprindelsen af ​​alle disse brønde kan imidlertid også forklares med den biotiske teori. Moderne geologer mener, at kommercielt rentable forekomster af abiotisk råolie kunne findes, men ingen nuværende forekomst har overbevisende beviser for, at det stammer fra abiotiske kilder.

Den sovjetiske tankegang så tegn på deres hypotese i det faktum, at der findes nogle oliereservoirer i ikke-sedimentære klipper, såsom granit, metamorfe eller porøse vulkanske klipper. Imidlertid bemærkede modstandere, at ikke-sedimentære bjergarter tjente som reservoirer for olie med biologisk oprindelse, der blev udvist fra nærliggende sedimentære kildebjergarter gennem fælles vandrings- eller re-migrationsmekanismer.

Følgende observationer er almindeligt blevet brugt til at argumentere for den abiogene hypotese, men hver observation af faktisk råolie kan også fuldt ud forklares ved biotisk oprindelse:

Lost City hydrotermisk udluftningsfelt

Den forsvundne by hydrotermiske felt blev bestemt til at have abiogenic kulbrinte produktion. Proskurowski et al. skrev, "Radiocarbon-beviser udelukker havvand bicarbonat som kulstofkilde for FTT-reaktioner , hvilket tyder på, at en kappe, der er afledt af uorganisk kulstof, udledes fra værtsstenene. Vores fund illustrerer, at den abiotiske syntese af carbonhydrider i naturen kan forekomme i nærvær af ultramafiske sten, vand og moderate mængder varme. "

Siljan Ringkrater

Den Siljansringen meteorit krater, Sverige, blev foreslået af Thomas Gold som den mest sandsynlige sted at teste hypotesen, fordi det var et af de få steder i verden, hvor den granit kælderen var revnet tilstrækkeligt (ved meteorit virkning) for at tillade olie til at sive op fra kappen; endvidere er den fyldt med en relativt tynd sedimentfiner, som var tilstrækkelig til at fange enhver abiogen olie, men var modelleret som ikke at have været udsat for varme- og trykbetingelser (kendt som "olievinduet"), der normalt kræves for at skabe biogen olie . Nogle geokemister konkluderede imidlertid ved geokemisk analyse, at olien i siverne stammede fra den organisk rige Ordovician Tretaspis-skifer, hvor den blev opvarmet af meteoritpåvirkningen.

I 1986–1990 blev Gravberg-1 borehullet boret gennem den dybeste klippe i Siljanringen, hvor fortalerne havde håbet på at finde kulbrintreservoirer. Det stoppede på 6.800 meters dybde på grund af boreproblemer, efter at private investorer brugte $ 40 millioner. Omkring firs tønder magnetitpasta og carbonhydridholdigt slam blev genvundet fra brønden; Guld fastholdt, at kulbrinterne var kemisk forskellige fra og ikke stammer fra dem, der blev tilsat til borehullet, men analyser viste, at kulbrinterne var afledt af det dieselbrændstofbaserede borevæske, der blev brugt til boringen. Denne brønd tog også prøver på over 4.000 m metanholdige indeslutninger.

I 1991-1992 blev et andet borehul, Stenberg-1, boret et par miles væk til en dybde på 6.500 meter (21.300 fod) og fundet lignende resultater.

Bakterielle måtter

Direkte observation af bakteriemåtter og frakturfyldende carbonat og humin af bakteriel oprindelse i dybe boringer i Australien tages også som bevis for den abiogene oprindelse af råolie.

Eksempler på foreslåede abiogene metanaflejringer

Panhandle- Hugoton-feltet ( Anadarko Basin ) i det sydlige centrale USA er det vigtigste gasfelt med kommercielt heliumindhold. Nogle abiogene fortalere tolker dette som bevis på, at både helium og naturgas kom fra kappen.

Den Bach Ho oliefelt i Vietnam er blevet foreslået som et eksempel på abiogenic olie, fordi det er 4000 m brækket kælder granit, i en dybde på 5.000 m. Andre hævder imidlertid, at den indeholder biogen olie, der lækker ind i kælderen, fra konventionelle kildebergarter i Cuu Long -bassinet.

En hovedkomponent af mantel-afledt kulstof er angivet i kommercielle gasreservoirer i de pannoniske og Wien-bassiner i Ungarn og Østrig.

Naturgaspooler, der fortolkes som mantel-afledte, er Shengli-feltet og Songliao-bassinet, det nordøstlige Kina.

Chimaera gas siv, nær Çıralı , Antalya (sydvest Tyrkiet), har været kontinuerligt aktiv i årtusinder, og det er kendt at være kilden til den første olympiske brand i den hellenistiske periode. På grundlag af kemisk sammensætning og isotopanalyse siges Chimaera -gassen at være omkring halvdelen biogen og halv abiogen gas, den største emission af biogen metan opdaget; dybe og tryksatte gasakkumuleringer, der er nødvendige for at opretholde gasstrømmen i årtusinder, der antages at være fra en uorganisk kilde, kan være til stede. Lokal geologi for Chimaera -flammer, ved den præcise flammeposition, afslører kontakt mellem serpentiniserede ophiolit- og carbonatklipper. Fischer -Tropsch -processen kan være en passende reaktion til dannelse af carbonhydridgasser.

Geologiske argumenter

Tilfældige argumenter for abiogen olie

I betragtning af den kendte forekomst af metan og den sandsynlige katalyse af metan til carbonhydridmolekyler med en højere atomvægt anser forskellige abiogene teorier følgende for at være centrale observationer til støtte for abiogene hypoteser:

  • Serpentinitsyntesen, grafitsyntesen og spinelkatalysationsmodellerne viser, at processen er levedygtig
  • sandsynligheden for, at abiogen olie, der siver op fra kappen, er fanget under sedimenter, der effektivt forsegler fejl i kappen
  • forældede massebalanceberegninger for superkæmpe oliefelter, der argumenterede for, at den beregnede kildeberg ikke kunne have forsynet reservoiret med den kendte ophobning af olie, hvilket indebar dyb genopladning.
  • tilstedeværelsen af ​​carbonhydrider indkapslet i diamanter

Tilhængerne af abiogen olie bruger også flere argumenter, der trækker på en række forskellige naturfænomener for at understøtte hypotesen:

  • modelleringen af ​​nogle forskere viser, at Jorden blev akkret ved relativt lav temperatur og derved måske bevarede oprindelige kulstofaflejringer i kappen, for at drive abiogen kulbrinteproduktion
  • tilstedeværelsen af ​​metan i gasser og væsker fra midterhavsryggen, der spreder hydrotermiske felter i midten .
  • tilstedeværelsen af ​​diamant i kimberlitter og lamproiter, som prøver de kappedybder, der foreslås at være kilderegionen for kappemetan (af Gold et al.).

Tilfældige argumenter mod abiogen olie

Olieforekomster er ikke direkte forbundet med tektoniske strukturer.

Argumenter mod kemiske reaktioner, såsom serpentinit -mekanismen, der er en kilde til kulbrinteforekomster i skorpen, omfatter:

  • manglen på tilgængeligt poreareal inden for sten, når dybden stiger.
    • dette modsiges af talrige undersøgelser, der har dokumenteret eksistensen af ​​hydrologiske systemer, der opererer over en række skalaer og på alle dybder i den kontinentale skorpe.
  • manglen på noget carbonhydrid inden for de store kratons krystallinske skjoldområder , især omkring vigtige dybtliggende strukturer, der forudsiges at være vært for olie ved den abiogene hypotese. Se Siljan Sø .
  • mangel på afgørende bevis for, at kulstofisotopfraktionering observeret i skorpe -metankilder udelukkende er af abiogen oprindelse (Lollar et al. 2006)
  • boring af Siljan -ringen kunne ikke finde kommercielle mængder olie, hvilket gav et modeksempel på Kudryavtsevs regel og undlod at lokalisere den forudsagte abiogene olie.
  • helium i Siljan Gravberg-1-brønden var udtømt i 3 He og ikke i overensstemmelse med en kappeoprindelse
    • Gravberg-1-brønden producerede kun 84 tønder (13,4 m 3 ) olie, som senere viste sig at stamme fra organiske tilsætningsstoffer, smøremidler og mudder, der blev brugt i boreprocessen.
  • Kudryavtsevs regel er blevet forklaret for olie og gas (ikke kul) - gasforekomster, der er under olieforekomster, kan dannes fra den olie eller dens kildebergarter. Fordi naturgas er mindre tæt end olie, da kerogen og kulbrinter genererer gas, fylder gassen toppen af ​​det tilgængelige rum. Olie presses ned og kan nå udslipspunktet, hvor olie lækker rundt i form (erne) af formationen og strømmer opad. Hvis den originale formation bliver fuldstændig fyldt med gas, vil al olien have lækket over det oprindelige sted.
  • allestedsnærværende diamantoider i naturlige kulbrinter, såsom olie, gas og kondensater, består af kulstof fra biologiske kilder, i modsætning til det kulstof, der findes i normale diamanter.

Feltprøvebevis

Prognostisk kort over Andesbjergene i Sydamerika udgivet i 1986. Røde og grønne cirkler - steder forudsagt som fremtidige opdagelser af kæmpe olie/gasfelter. Røde cirkler - hvor kæmper virkelig blev opdaget. De grønne er stadig underudviklede.

Det, der forener begge teorier om olieoprindelse, er den lave succesrate ved at forudsige placeringen af ​​kæmpe olie-/gasfelter: ifølge statistikken opdager en gigant, at der skal bores 500+ efterforskningsboringer. Et team af amerikansk-russiske forskere (matematikere, geologer, geofysikere og computerforskere) udviklede en kunstig intelligens-software og den passende teknologi til geologiske applikationer og brugte den til at forudsige steder for gigantiske olie-/gasforekomster. I 1986 offentliggjorde teamet et prognostisk kort til opdagelse af gigantiske olie- og gasfelter ved Ands i Sydamerika baseret på abiogen petroleumsprincipteori. Den model, der foreslås af prof. Yury Pikovsky ( Moscow State University ), antager, at petroleum bevæger sig fra kappen til overfladen gennem gennemtrængelige kanaler, der er skabt i skæringspunktet mellem dybe fejl. Teknologien anvender 1) kort over morfostrukturel zoneinddeling, der skitserer de morfostrukturelle knudepunkter (krydsninger af fejl) og 2) program til genkendelse af mønstre, der identificerer knudepunkter, der indeholder kæmpe olie/gasfelter. Det blev forudsagt, at elleve knuder, som ikke var blevet udviklet på det tidspunkt, indeholder kæmpe olie- eller gasfelter. Disse 11 lokaliteter dækkede kun 8% af det samlede areal i alle Andesbassinerne. 30 år senere (i 2018) blev offentliggjort resultatet af sammenligning af prognosen og virkeligheden. Siden offentliggørelsen af ​​det prognostiske kort i 1986 blev kun seks gigantiske olie-/gasfelter opdaget i Andesregionen: Cano-Limon, Cusiana, Capiagua og Volcanera (Llanos-bassinet, Colombia), Camisea (Ukayali-bassinet, Peru) og Incahuasi ( Chaco -bassin, Bolivia). Alle opdagelser blev gjort på steder, der blev vist på 1986 prognostiske kort som lovende områder. Resultatet er overbevisende positivt, og dette er et stærkt bidrag til støtte for den abiogene teori om olieoprindelse.

Udenjordisk argument

Tilstedeværelsen af metan på Saturns måne Titan og i atmosfærerne i Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun nævnes som bevis på dannelsen af ​​kulbrinter uden biologiske mellemformer, for eksempel af Thomas Gold. (Jordbaseret naturgas består primært af metan). Nogle kometer indeholder enorme mængder organiske forbindelser, der svarer til kubikkilometer af sådanne blandet med andet materiale; for eksempel blev tilsvarende kulbrinter påvist under en flybning af sonde gennem halen af ​​Comet Halley i 1986. Boreprøver fra Mars overflade taget i 2015 af Curiosity rover's Mars Science Laboratory har fundet organiske molekyler af benzen og propan i 3 milliarder år gamle stenprøver i Gale Crater .

Se også

Referencer

Bibliografi

  • Kudryavtsev NA, 1959. Geologisk bevis på Petroleums dybe oprindelse. Trudy Vsesoyuz. Neftyan. Nauch. Issledovatel Geologoraz Vedoch. Inst. No.132, s. 242–262 (på russisk)


eksterne links