Inna koncepcja powstawiania ropy i węgla
Piotr Kossobudzki
Kiedy zabraknie nam węgla i ropy? Być może nigdy. Bo to, co nam wciskali w szkole o tak zwanych paliwach kopalnych, wcale nie musi być prawdą!
Powiększ zdjęcie
infografika Krzysztof Olo
Z grubsza zapamiętałem to tak: drzewiaste paprocie umierają, przewracają się, a bagnisty, pozbawiony tlenu grunt zabezpiecza je przed rozkładem. Z czasem szczątki roślin pokrywają różne osady, piasek, przez co zapadają się coraz głębiej pod ziemię. I tam pod wpływem podwyższonej temperatury i ogromnego ciśnienia po milionach lat dochodzi do przemiany martwych roślin w węgiel. A ropa naftowa? Przez pewien czas żyłem w przekonaniu, że to upłynnione dinozaury... Ale to chyba skrzywienie po jednym z tomów „Tytusa, Romka i A’Tomka”, bo oficjalne wyjaśnienie mówi, że ropa to przekształcone szczątki morskich glonów. Tak czy inaczej, biologia dała składniki, a geologia przerobiła je na paliwo. Proces ten trwał naprawdę długo, a my zużywamy węgiel i ropę w szalonym tempie. Wkrótce więc grozi nam wyczerpanie zapasów paliw, które według tej teorii nazwać można nieodnawialnymi.
Tymczasem od lat istnieje konkurencyjna teoria spójnie i przekonująco tłumacząca pochodzenie gazu, ropy, a nawet węgla. Wedle niej substancje te powstały wskutek procesów chemicznych i geologicznych, a biologia co najwyżej przy tym asystowała. Stąd nazwa: teoria abiogeniczna (czyli mówiąca o powstawaniu bez udziału życia). Ale mniejsza o nazwę, najważniejsze, że według tej hipotezy nowe złoża ciągle się tworzą. I będą się tworzyć przez kolejne miliony lat.
Naftowa żelazna kurtyna
Początki hipotez, że ropa naftowa powstaje bez wkładu ze strony żywych organizmów, pochodzą z XVI wieku. Jednak mocy nabrały 300 lat później, gdy zajęli się nimi giganci ówczesnej nauki. Alexander von Humboldt po obserwacji wycieków ropy na północnowschodnich wybrzeżach Wenezueli napisał: „Ropa jest produktem destylacji powstającym na wielkich głębokościach i wydobywa się z prymitywnych skał, pod którymi kryją się wszystkie siły wulkaniczne”.
Dmitrij Mendelejew, ojciec klasyfikacji pierwiastków, również był przekonany, iż źródeł czarnego złota należy szukać wyłącznie w głębinach ziemi i że nie ma ono nic wspólnego z wcześniejszym życiem na jej powierzchni. Zainspirował tym pokolenia rosyjskich (następnie radzieckich i ponownie rosyjskich) geologów oraz chemików. Koncepcję najbardziej rozwinął Nikołaj Kudriawcew, jednak nie przyjęła się ona na Zachodzie, gdzie dominującym poglądem stało się przekonanie, że paliwa kopalne to przekształcone szczątki roślinne. W efekcie w latach 50. i 60. ubiegłego wieku doszło do utrzymującego się do dziś podziału świata na dwa obozy geologiczne: wierzące w biologiczne pochodzenie ropy Amerykę i Europę (w tym Polska) oraz wyznającą teorię o abiogenicznym pochodzeniu tego surowca Rosję, a później także Ukrainę.
Przedstawicieli „biologicznego Zachodu” próbował przekonywać profesor Thomas Gold, zmarły pięć lat temu amerykański naukowiec o renesansowej rozległości zainteresowań. Zajmował się możliwościami ludzkiego słuchu, pochodzeniem pulsarów, zmianami osi obrotu Ziemi, pochodzeniem Wszechświata, życia na Ziemi i naszych zasobów energetycznych. Niemal na każde z tych pól wkraczał przy wtórze oburzonych ekspertów z danej dziedziny. Dlaczego? Bo żaden specjalista nie lubi, gdy jego poletko zaczyna uprawiać jakiś amator i wywraca wszystko do góry nogami. Tymczasem „pomysły Golda są zawsze oryginalne, zawsze istotne, zazwyczaj kontrowersyjne i... przeważnie trafne” – pisał jego przyjaciel i współpracownik Freeman Dyson w przedmowie do książki „Gorąca podziemna biosfera”*, w której Thomas Gold wykłada swoją teorię o pochodzeniu paliw kopalnych. Teorię, która mnie osobiście przekonała do zmiany poglądów.
Ropa z serca ziemi
Węglowodory (czyli metan, etan i kolejne coraz większe cząsteczki związków wchodzących w skład ropy naftowej) wydobywają się ciągłym strumieniem z głębi ziemi – twierdzi Gold. Skąd się tam wzięły? Są tam od zawsze, odkąd cztery i pół miliarda lat temu powstała nasza planeta.
Wedle obecnej wiedzy Ziemia na początku nie była wcale wirującą kulą gazów, a potem płynnych, stopniowo stygnących skał. Powstała raczej w wyniku sklejania na zimno okruchów kosmicznej materii różnej wielkości. Fragmenty te zawierały węglowodory, które są dość powszechną we Wszechświecie klasą związków chemicznych. W miarę jak z kosmicznego śmiecia tworzyła się nasza planeta, rosła temperatura jej wnętrza. W części dzięki rozpadom promieniotwórczym, w części dzięki oddziaływaniom grawitacyjnym. Doszło do częściowego stopienia skał, które zaczęły się przemieszczać zgodnie ze swoją gęstością: te o niskiej gęstości uformowały skorupę ziemską. Jednocześnie ze stopionych skał zaczęły się uwalniać węglowodory i wędrować w stronę powierzchni planety (czyli właśnie skorupy). A ponieważ topnienie głęboko położonych skał zachodzi do tej pory, więc i dziś płynie ku nam strumień węglowodorów. Cząsteczki najprostszego z nich – metanu – nie tylko nie rozkładają się w warunkach wysokiej temperatury, ale nawet pod wpływem ogromnego ciśnienia panującego na głębokości kilkudziesięciu, a czasem kilkuset kilometrów łączą się w większe łańcuchy wchodzące w skład ropy naftowej (teorię tę potwierdzono doświadczeniami w laboratorium).
Śladami metanu
Węglowodory na swojej drodze ku powierzchni natrafiają na różne porowate skały oraz puste przestrzenie i wypełniają je, tworząc złoża. Fakt, że w miejscach eksploatacji ropy i gazu nierzadko wykrywa się je w formie pionowo ułożonych złóż znajdujących się w skałach z różnych okresów geologicznych, przemawia na korzyść teorii abiogenicznej. Podobnie jak rezultaty niezwykle głębokich odwiertów przechodzących przez warstwy skał osadowych i docierających aż do skał podłoża krystalicznego. Na ich dnie również odkrywano węglowodory. Metan wydobywa się też z pęknięć w skałach pochodzenia wulkanicznego i z ryftów oceanicznych, gdzie osadów jest bardzo mało lub nie ma ich wcale. Skąd miałyby się tam wziąć szczątki roślin, z których po wiekach powstałby gaz?
Przeciwko hipotezie o biologicznym pochodzeniu gazu ziemnego i ropy świadczy też fakt, że zawierają zaskakująco dużo helu. Rośliny nie gromadzą w sobie tego gazu, za to węglowodory płynące z wnętrza ziemi mogą go z powodzeniem porywać ze skał, przez które się przeciskają. Tak samo można wyjaśnić duże stężenie uranu, rtęci czy galu w pokładach węgla.
Hipoteza o węglowodorach z wnętrza ziemi spotkała się oczywiście ze zmasowaną krytyką zwolenników tezy o biologicznym pochodzeniu paliw kopalnych. Ich kluczowym argumentem jest obecność w ropie naftowej i węglu substancji chemicznych produkowanych przez żywe istoty. Co na to Thomas Gold? Zgodził się z nimi: w ropie naftowej rzeczywiście pełno jest związków wytworzonych przez organizmy. Tyle tylko, że nie są one wytworem pradawnych roślin, lecz tętniącego życiem podziemnego świata drobnoustrojów! – Może on sięgać nawet 10 kilometrów w głąb naszej planety i rozwijać się w temperaturach przekraczających 100 stopni Celsjusza – twierdzi profesor Gold. W takich warunkach może kwitnąć świat odpornych mikroorganizmów niepotrzebujących słońca i tlenu, a bazujących na przemianach innych związków chemicznych, na przykład węglowodorów. – Ich łączna biomasa może przekraczać rozmiary całej biosfery na powierzchni ziemi, i to przy bardzo ostrożnych szacunkach – uważa amerykański naukowiec.
Zyskujemy coraz więcej dowodów na to, że może mieć rację. W Szwecji z odwiertu o głębokości ponad pięciu kilometrów wydobyto uszczelnioną próbkę, z której na powierzchni udało się wyhodować bakterie dzielące się wyłącznie w temperaturze 60–70 stopni Celsjusza. W 2006 roku w kopalni złota w RPA odkryto bardzo liczne bakterie w skałach znajdujących się trzy kilometry pod ziemią. I nie są to wcale biologiczne zanieczyszczenia z powierzchni, jak twierdzą niedowiarki. W 1997 roku bowiem skamieniałe pozostałości mikrobów odkryto w granitowej skale.
No dobrze, a czy węgiel też pochodzi z głębi ziemi? – Tak – twierdzi Gold. – Może być wynikiem działania podziemnych bakterii przerabiających węglowodory albo powstawać wprost z gazu (w laboratorium udawało się to przy przepuszczaniu metanu przez podgrzewaną rurkę). Ha, to jak znalazły się w nim odciski liści i roślinnych łodyg? – To proste – odpowiada twórca koncepcji podziemnej biosfery. – A skąd się biorą skamieniałe drzewa? Gdy ich obumarłe pnie znajdą się w wodzie zawierającej dużo dwutlenku krzemu, to z czasem substancja ta wytrąca się wewnątrz drewna, utrwalając jego strukturę. Analogicznie dzieje się ze szczątkami roślinnymi, gdy znajdą się w osadach, przez które przepływa strumień węglowodorów płynący z wnętrza ziemi. Zachowają swój kształt, ale wysycą się węglem – tak samo jak otaczająca je skała. To zjawisko na styku dwóch światów – podziemnego i naziemnego. Podobnie jak powstawanie złóż torfu i węgla brunatnego. Tam składniki pochodzenia roślinnego są bezsprzecznie obecne, ale w ich zwęgleniu mogą brać udział węglowodory płynące z głębin.
Benzyna forever
Jeśli Gold (a wcześniej Łomonosow i Humboldt) ma rację, to konsekwencje ich teorii są wstrząsające. Po pierwsze, ropa, węgiel i gaz przestają być paliwami kopalnymi i przenoszą się do kategorii zasobów odnawialnych. Po drugie, dotarcie do nowych złóż mogłoby sprawić, że obecni eksporterzy paliw stracą monopol na ich wydobycie. Oba te czynniki mogłyby docelowo doprowadzić do spadku ceny surowców energetycznych. Co więcej, już teraz mamy przykłady, że powyższa wizja jest prawdopodobna. Na Bliskim Wschodzie i w Zatoce Meksykańskiej wielokrotnie stwierdzano, że doszło do tajemniczego odnowienia się eksploatowanych złóż. Tak więc w wielu miejscach w razie spadku wydajności wydobycia można by po prostu poczekać. A gdy nie można czekać, pozostają poszukiwania – ale w innych miejscach niż obecnie prowadzone.
Dziś firmy i naukowcy z USA i Europy Zachodniej szukają nowych złóż tam, gdzie są (lub mogą być) skały z epok geologicznych bogatych w szczątki organiczne. Tymczasem ich konkurenci z Rosji czy Ukrainy wiercą zupełnie gdzie indziej – tam gdzie skały osadowe przykrywają głęboko popękaną skorupę ziemską (czyli tam, gdzie węglowodorom łatwiej byłoby wędrować z wnętrza ziemi). Kto ma rację? Zwycięzcę wyznacza... statystyka. Poszukiwacze z Europy i Ameryki trafiają na ropę mniej więcej w jednym na pięć wytypowanych miejsc. Rosjanie i Ukraińcy – podczas co drugiej próby! Tak przynajmniej twierdzą w swoich publikacjach.
Czy w takim razie jest szansa, żebyśmy wrócili do beztroskiego, nieograniczonego wydobycia paliw kopalnych? Teoretycznie tak. Problem tylko w tym, że przekonanie o kończących się zasobach mamy mocno wbite do głowy. A poza tym nasz lęk o wysychające źródła energii starł się ze strachem przed zmianami klimatu. Potencjalny szturm na węgiel i ropę nie byłby więc zbyt poprawny politycznie. No, chyba że ktoś poważniej zabierze się do obalania hipotezy o globalnym ociepleniu.
Piotr Kossobudzki
Przekrój 42/2003
http://www.przekroj.pl/cywilizacja_nauka_artykul,5714.html
JA również sądzę że szkolna koncepcja może być daleka od prawdy
Wiki2
Wykop2
Linki
Szukaj
Ekipa
Rejestracja
Zaloguj
Istnieje taki termin jak produkty spalania. Liczba produktow jest rowna liczbie substratow. Nic nie ginie. Zmienia tylko stan, miejsce itd. Problem jest to co spalamy. W wysokiej temperaturze azot staje sie gazem palnym. Ucieka z komina jako NOx. W atmosferze laczy sie z woda i mamy kwasne deszcze. Jesli surowce kopalne sa nieograniczone to i tak trzeba by zmienic troche polityke energetyczna. Niestety po calej akcji z CO2, wielu ogarnia smiech. Cala akcja z CO2 wiele rzeczy popsula zamiast naprawic. Nikomu dobrze nie spaceruje sie kolo zakorkowanej drogi. W takiej okolicy po prostu smierdzi i cos z tym trzeba zrobic.
