| Formación de petróleo | |
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| Origen abiogénico del aceite. | |
| Origen biogénico del aceite |
Origen abiogénico del petróleo (inorgánico o mineral, origen del petróleo) - teorías sobre el origen del petróleo , según las cuales se formó a partir de varios elementos de origen inorgánico, durante reacciones químicas que ocurren a grandes profundidades a altas temperaturas y presiones.
Las teorías de la primacía de los yacimientos de petróleo son alternativas a las teorías de la formación de petróleo orgánico .
Varios científicos expresaron repetidamente hipótesis que sugerían un origen abiogénico antes del desarrollo de métodos avanzados de química analítica de principios y mediados del siglo XX y el advenimiento de la espectrometría de masas [1] .
La hipótesis del origen inorgánico del petróleo se basa en el hecho de que los hidrocarburos se forman en las cámaras del manto como resultado de la síntesis inorgánica a ultra grandes profundidades en condiciones de presiones colosales y altas temperaturas a partir de carbono inorgánico e hidrógeno [4] .
Las hipótesis abiogénicas se revivieron en la década de 1950, pero se publicaron principalmente solo en ruso. La hipótesis abiogénica se hizo más popular en Occidente gracias al astrónomo Thomas Gold , quien publicó su investigación en inglés [1] [5] .
Aunque la hipótesis abiogénica fue aceptada por muchos geólogos en la URSS, perdió credibilidad a finales del siglo XX porque no permitía realizar pronósticos efectivos para el descubrimiento de nuevos yacimientos petrolíferos [1] [5] . Una abrumadora cantidad de evidencia atestigua a favor del origen del petróleo producido por la humanidad según la teoría biogénica [1] .
En revisiones científicas extranjeras, hay dos hipótesis abiogénicas más comunes sobre el origen del petróleo: [1] [5] [6]
Hipótesis soviética del origen abiogénico profundo del petróleo a partir de minerales primarios del planeta. Los fundamentos de la hipótesis fueron presentados por N. A. Kudryavtsev en sus discursos en las conferencias petroleras de toda la Unión y en un artículo de 1951 [7] . Luego se desarrolló en los trabajos de S. Ivanov y K. Ivanov , Yu. N. Fedorov, L. A. Petrov, V. B. Porfiriev (URSS), AM Cruse, JS Seewald (EE. UU.) y otros [4] .
A pesar de su popularidad en la ciencia de habla rusa, los depósitos de petróleo más grandes de las regiones del Volga y Ural se descubrieron antes de la popularización de la hipótesis; las predicciones de las teorías de Kudryavtsev y Porfiriev eran demasiado abstractas y vagas para ayudar en el descubrimiento de depósitos [5] .
La hipótesis de Thomas Gold sobre el origen del petróleo a partir del metano profundo que emana del manto terrestre se publicó en 1979-1998. Gold admitió que ese metano podría reciclarse parcialmente con la participación de microorganismos ( biósfera caliente profunda ), lo que, a su juicio, debería explicar la presencia de biomarcadores en el petróleo. Sin embargo, la existencia de bacterias requiere una temperatura no superior a 110-150 grados centígrados a profundidades de no más de 5-10 km, pero la conversión de metano en hidrocarburos más complejos ocurre solo a presiones de más de 30 kilobares, correspondientes a profundidades del orden de cientos de kilómetros [5] .
Los hechos obtenidos en yacimientos petrolíferos ultraprofundos dan testimonio a favor de las ideas sobre el origen profundo del petróleo. El sistema de hidrógeno-carbono que forma aceite es metaestable. A bajas presiones, todos los hidrocarburos pesados son inestables con respecto al metano ya una cantidad estequiométrica de hidrógeno. El metano no se polimeriza en hidrocarburos pesados a bajas presiones y a cualquier temperatura. Sin embargo, un aumento de la temperatura a bajas presiones aumentaría la velocidad de descomposición de las moléculas de hidrocarburos pesados. Dado que los potenciales químicos de todas las moléculas bióticas son inferiores al potencial químico del metano, tales hidrocarburos no pueden formarse a partir de ninguna molécula biótica. La síntesis de sistemas de hidrocarburos similares en composición a los sistemas naturales requiere una temperatura de 700 a 1800 K y una presión de 15 a 80 kbar, como los que se encuentran en el manto superior de la Tierra a profundidades de 50 a 240 km. A través de profundas fallas, los hidrocarburos formados en el manto penetran en la corteza terrestre, donde forman yacimientos de petróleo y gas. Esto ocurre principalmente en los rifts marginales e internos de las placas litosféricas oceánicas y continentales y en otras zonas de fallas profundas en el basamento de las cuencas sedimentarias [4] .
Los experimentos de científicos soviéticos, rusos, estadounidenses, europeos occidentales y chinos [8] demostraron que a partir de componentes inorgánicos a altas presiones y temperaturas similares a las condiciones del manto superior de la Tierra, se sintetiza una mezcla de hidrocarburos pesados, de composición similar a la natural. aceite, cuya cantidad aumenta al aumentar la presión. Así, la presencia de hidrocarburos pesados en el petróleo indica altas presiones de generación. Y la presencia de biomarcadores en aceites naturales puede estar asociada no a su origen orgánico, sino a la acumulación durante la filtración a través de capas sedimentarias que contienen sustancias orgánicas [4] .
Las teorías de formación de petróleo inorgánico tienen la ventaja de poder explicar la presencia de una cierta cantidad de hidrógeno en el petróleo crudo. Por lo general, la materia orgánica marina contiene aproximadamente entre un 7 y un 10 % de hidrógeno, mientras que el petróleo crudo contiene entre un 11 y un 15 % de hidrógeno. Una de las tareas de la teoría del origen orgánico es demostrar la fuente de hidrógeno necesaria para llenar este vacío. El hidrógeno libre no suele encontrarse en las rocas sedimentarias, quizás porque el hidrógeno es el más ligero de todos los gases y también el más móvil. Puede penetrar rocas que son impermeables a otros gases y así escapar. Además, es uno de los elementos más activos. Sin embargo, el hidrógeno libre se libera en grandes volúmenes y se encuentra en fumarolas . La formación de hidrógeno volcánico puede explicarse por la posible reducción de agua utilizando magnetita (que se oxida a hematita ) a partir de vapor sobrecalentado según la siguiente reacción:
2Fe 3 O 4 + H 2 O → 3Fe 2 O 3 + H 2
Se supone que el hidrógeno así producido atraviesa las rocas de la corteza terrestre y entra en contacto con sustancias orgánicas en los poros subcapilares de las lutitas y en los poros capilares de las areniscas. El hidrógeno puede combinarse con estas sustancias para formar hidrocarburos. Es posible que la hidrogenación de sustancias orgánicas del petróleo ocurra en la naturaleza utilizando hidrógeno separado de sustancias inorgánicas. Sin embargo, con toda probabilidad, este hidrógeno es producto de la actividad bacteriana.
La finitud de las reservas de petróleo en la corteza terrestre permite concluir que el volumen de producción mundial de petróleo alcanzará un pico, después del cual inevitablemente comenzará a declinar ( pico del petróleo ) y no podrá satisfacer completamente la demanda, mientras que el proceso de extracción de petróleo se volverá más complicada, requiriendo cada vez más costos económicos y energéticos. El concepto de pico del petróleo a veces se considera controvertido, pero es una consecuencia directa de la finitud de las reservas de petróleo (es imposible extraer más petróleo del creado por la naturaleza en cientos de millones de años) y representa la barrera más importante para una civilización basada en el consumo de recursos de hidrocarburos y en el aumento constante de la cantidad de petróleo consumido. [una]
Algunos partidarios de las hipótesis abiogénicas afirmaron que el agotamiento de las reservas de petróleo e hidrocarburos no amenaza a la humanidad debido a la formación continua de nuevas formaciones de petróleo y gas. Sin embargo, se ha demostrado que, independientemente de la ruta de formación del petróleo, su producción se lleva a cabo a un ritmo demasiado alto y, inevitablemente, se alcanzará el pico del petróleo. [1] [9]
En relación con la agotabilidad del petróleo, las hipótesis abiogénicas se pueden dividir en débiles y fuertes . En hipótesis abiogénicas débiles, se afirma que la tasa de creación y acumulación de hidrocarburos corresponde a las tasas de acumulación de las teorías biogénicas de formación de petróleo. Así, incluso si tales hipótesis son correctas, se alcanzará el pico del petróleo, ya que la humanidad produce y consume petróleo a un ritmo mucho más rápido (cientos de años) que el que se crea en la naturaleza (cientos de millones de años). [una]
Fuertes hipótesis abiogénicas predicen que el petróleo se forma a velocidades significativamente más rápidas (decenas de miles de veces más rápido que las teorías biogénicas) lo suficiente como para reemplazar todo el petróleo que los humanos extraen de los reservorios. Por ejemplo, se podría argumentar que un reservorio operativo está conectado a algún reservorio de petróleo ultraprofundo que está reabasteciendo lentamente el reservorio. Sin embargo, en algún momento, la tasa de producción alcanzará la tasa de renovación del petróleo y luego la superará, y aún así se alcanzará el pico del petróleo. Los defensores de las hipótesis abiogénicas no han proporcionado evidencia de variantes fuertes en artículos publicados en revistas científicas, pero tales afirmaciones se pueden encontrar en los principales medios de comunicación sin cuantificarlas de acuerdo con la metodología científica. [una]
Literatura por año:
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