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石油真是古生物形成的吗?一个油田上亿吨,古代有那么多生物吗?

时间:2022-12-09 01:45:00 | 浏览:429

在古代,南方的学子要进京赶考往往需要提前几个月就出发,但现在从上海到北京,坐飞机只要2个小时左右。这是工业时代带来的高效和便利,更确切地说这是石油等化石燃料驱动的结果。把石油比作“工业的血液”一点不为过,也正是这些黑色物质让我们在最近的10

在古代,南方的学子要进京赶考往往需要提前几个月就出发,但现在从上海到北京,坐飞机只要2个小时左右。

这是工业时代带来的高效和便利,更确切地说这是石油等化石燃料驱动的结果。

把石油比作“工业的血液”一点不为过,也正是这些黑色物质让我们在最近的100多年里,生活发生了翻天覆地的变化。

然而,如果你知道一架客机从北京到上海单向飞行就需要数十吨的燃油,你可能会感到惊讶,我们的石油怎么还没有用完?

或许你读小学的时候,就已经听过世界的石油储量只够用50年了,但现在的你早已结婚生子,石油却依然可以使用50年。

在讨论这个问题前,我们得先简单了解下石油究竟是如何形成的?

石油是如何形成的?

我小时候,在很长一段时间里都认为,我们的石油来自恐龙灭绝,是6500万年前那次大灭绝的生物堆积形成了石油。

事实上,我们现在使用的大部分化石燃料和恐龙(或恐龙时代)没有什么关系,因为有一些证据表明[1],我们现在使用的大部分化石燃料都在1-3亿年前就已经存在了,那时恐龙还在陆地上悠闲地漫游。

当然,我之所以会认为恐龙灭绝和石油有关系,是因为石油的“古生物成油说”深入人心。

图注:石油的形成过程

不过,这里还是要指出下,石油究竟是如何形成的,还有待新的证据,古生物堆积形成石油只是其中一种,只是它的被认可度最高而已。

该理论认为,我们现在抽取的石油,主要来自海洋古生物,比如藻类和浮游生物等等,有很多证据都支持了这种古生物石油起源的理论。

例如,一些石油分子类似于细菌细胞膜中的脂质分子,虽然大部分生物死亡后都会被细菌等分解者重新回收利用,但是脂质是其中最坚韧的、类似脂肪的分子,它基本不会被重新利用,所以它开始沉积并最终变成石油。

图注:石油

进入21世纪后,有许多研究通过计算机模拟石油的形成,多少也能够证实古生物成油的理论。

然而,关于石油形成的化学过程至今还是个谜,不过从那些模拟实验中可以窥得一些石油形成的过程

简单地说,在古生物死亡后,它们身体那些最不容易被“二次利用”的部分会逐渐被埋在地下,其中一些像脂质的物质会逐渐沉积。

当这个沉积达到石油形成的深度时(这个深度被称为油窗,大约是2000到3800之间),这些有机材料在热量和压力作用下,随着时间推移转化为一种被称为干酪根的复杂混合物。

图注:石油的化学过程是个谜

根据初始成分和地质条件的不同,干酪根可以生产煤(初始材料主要是木本植物)和碳氢化合物(初始材料主要是藻类和各种含脂植物)。

碳氢化合物通常是碳原子和氢原子的长链,较小的碳氢化合物分子(如甲烷、丙烷和丁烷)变成天然气,而较大的碳氢化合物(如己烷和辛烷)则构成石油。

按照古生物成油的假说,石油基本就是这样形成的。

图注:根据形成条件和物质不同,最终产生的化石燃料不同

其实现在我们发现的油田很像是一个“大电池”,而每一份石油都像一个“小电池”,而每个“小电池”的能量来自太阳(其它一些假说则认为这个能量来自地球内部),然后慢慢给“大电池”充电——沉积进油田。

生物通过光合作用存储了能量,它们中的大部分会被自身的生命所利用,即便是死亡后身体所存储的大部分能量也会被其它生物利用,只有其中很小一部分,大约在1%左右有机会变成石油。

由于碳氢化合物比水轻,所以大部分能够形成石油的碳氢化合物无法沉淀在油田里,而是消散掉,由此可见要得到一个油田是非常不容易的。

可事实却是,每次发现的油田都是数亿吨石油储量的级别,很多人好奇海洋蜉蝣生物真有这么多吗?

既然形成石油这么困难,为什么油田的石油量那么大?

我们前面提到过,石油是在高温、高压以及长时间的作用下才形成的,可这个时间到底有多长呢?

其实没人知道,但肯定是以100万年为单位的。一个蜉蝣生物的生命结束后,它要变成石油,确实需要经历几百万年的化学、物理过程。

之所以一个油田的石油储量会那么大,那是因为相比于石油的形成,油田的形成时间更长,那都是几百万到几十亿年的时间才堆积出来的。

那么还有一个问题,我们对石油的需求量如此巨大,为什么到现在石油还没有用完呢?

关于石油会在未来50年消耗完毕的说法,这个肯定是谣言,原因很简单,因为现在没有一项统计能够准确知道地球石油储量到底是多少,自然也就无从谈它能用多久了。

图注:石油中的分子和叶绿素非常相似,石油的形成和生物有关的相关证据

事实上,如果“古生物成油说”正确,那么石油是不会枯竭的,只要海洋生命依然活跃,石油就会不停产生。

只是,我们现在对石油的开发力度很可能会超过它的生产速度而已,但这也不绝对,毕竟石油是怎么来的现在还没有一个完全让人信服的理论呢。

现在已经很少有人提起石油会在未来50年内用完了,其实最重要的一个原因是,随着开采技术的升级,那些以前难以开采的油田也变成唾手可得的资源了,所以几十年过去了,石油不但没有枯竭,反而用得越多剩余越多

我个人认为,在取代石油的新能源出现之前,石油应该是不至于被用完的,当然前提是开采技术也不断升级。

当然,石油的使用带来的弊端也是显而易见的,比如环境污染和开采造成的地质灾害等,所以即便石油真的很难用完,寻找更清洁的能源也迫在眉睫。

最后

我们对化石燃料的依赖度远超想象,即便明天就出现一个高效的清洁能源,要完全放弃化石燃料也不是一件容易的事。

因为这些黑色物质不仅仅用于兑现能量,我们使用的塑料和其它许多产品都以这些化石燃料为原材料。

参考资料:

[1] Sarah Zielinski .Explainer: Where fossil fuels come from. Sciencenewsforstudents.2018.9.20

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