生物變成石油需要100萬年以上,那為何現在石油還沒有用完?

妙妙 2021/11/01 檢舉 我要評論

在古代,人們想要出國,需要坐幾個月的船。而現在,人們現在坐飛機,就可以實現幾個小時飛向各個國家。

這是工業時代帶來的高效和便利,更確切地說這是石油等化石燃料驅動的結果。

把石油比作「工業的血液」一點不為過,也正是這些黑色物質讓我們在最近的100多年裡,生活發生了翻天覆地的變化。

或許你讀小學的時候,就已經聽過世界的石油儲量只夠用50年了,但現在的你早已結婚生子,石油卻依然可以使用50年。

在討論這個問題前,我們得先簡單瞭解下石油究竟是如何形成的?

石油是如何形成的?

我小時候,在很長一段時間裡都認為,我們的石油來自恐龍滅絕,是6500萬年前那次大滅絕的生物堆積形成了石油。

事實上,我們現在使用的大部分化石燃料和恐龍(或恐龍時代)沒有什麼關係,因為有一些證據表明[1],我們現在使用的大部分化石燃料都在1-3億年前就已經存在了,那時恐龍還在陸地上悠閒地漫遊。

當然,我之所以會認為恐龍滅絕和石油有關係,是因為石油的「古生物成油說」深入人心。

圖注:石油的形成過程

不過,這裡還是要指出下, 石油究竟是如何形成的,還有待新的證據,古生物堆積形成石油只是其中一種,只是它的被認可度最高而已。

該理論認為,我們現在抽取的石油,主要來自海洋古生物,比如藻類和浮游生物等等,有很多證據都支持了這種古生物石油起源的理論。

例如,一些石油分子類似于細菌細胞膜中的脂質分子,雖然大部分生物死亡後都會被細菌等分解者重新回收利用,但是脂質是其中最堅韌的、類似脂肪的分子,它基本不會被重新利用,所以它開始沉積並最終變成石油。

圖注:石油

進入21世紀後,有許多研究通過電腦類比石油的形成,多少也能夠證實古生物成油的理論。

然而,關于石油形成的化學過程至今還是個謎,不過從那些模擬實驗中可以窺得一些石油形成的過程

簡單地說,在古生物死亡後,它們身體那些最不容易被「二次利用」的部分會逐漸被埋在地下,其中一些像脂質的物質會逐漸沉積。

當這個沉積達到石油形成的深度時(這個深度被稱為油窗,大約是2000到3800之間),這些有機材料在熱量和壓力作用下,隨著時間推移轉化為一種被稱為 乾酪根的複雜混合物。

圖注:石油的化學過程是個謎

根據初始成分和地質條件的不同,乾酪根可以生產煤(初始材料主要是木本植物)和碳氫化合物(初始材料主要是藻類和各種含脂植物)。

碳氫化合物通常是碳原子和氫原子的長鏈,較小的碳氫化合物分子(如甲烷、丙烷和丁烷)變成天然氣,而較大的碳氫化合物(如己烷和辛烷)則構成石油。

按照古生物成油的假說,石油基本就是這樣形成的。

圖注:根據形成條件和物質不同,最終產生的化石燃料不同

其實現在我們發現的油田很像是一個「大電池」,而每一份石油都像一個「小電池」,而每個「小電池」的能量來自太陽(其它一些假說則認為這個能量來自地球內部),然後慢慢給「大電池」充電——沉積進油田。

生物通過光合作用存儲了能量,它們中的大部分會被自身的生命所利用,即便是死亡後身體所存儲的大部分能量也會被其它生物利用,只有其中很小一部分,大約在1%左右有機會變成石油。

由于碳氫化合物比水輕,所以大部分能夠形成石油的碳氫化合物無法沉澱在油田裡,而是消散掉,由此可見要得到一個油田是非常不容易的。

可事實卻是,每次發現的油田都是數億噸石油儲量的級別,很多人好奇海洋蜉蝣生物真有這麼多嗎?

既然形成石油這麼困難,為什麼油田的石油量那麼大?

我們前面提到過,石油是在高溫、高壓以及長時間的作用下才形成的,可這個時間到底有多長呢?

其實沒人知道,但肯定是以100萬年為單位的。一個蜉蝣生物的生命結束後,它要變成石油,確實需要經歷幾百萬年的化學、物理過程。



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