3-мавзу. Табиий углеводородли газларнинг пайдо бўлиши тўғрисида гипотезалар. Режа

Tabiiy gaz nimadan iborat. Tabiiy gazning asosi metan (CH₄) - eng oddiy uglevodorod (uglerod va vodorod atomlaridan tashkil topgan organik birikma). Odatda tarkibida og'irroq uglevodorodlar, metan homologlari bor: etan (C₂H₆), propan (C₃H₈), butan (C₄H₁₀) va uglevodorod bo'lmagan ba'zi aralashmalar. Tabiiy gaz ba'zi tog 'jinslarining qatlamlarida joylashgan gaz konlarida, gaz qopqoqlari shaklida (moydan yuqori), shuningdek erigan yoki kristall shaklida bo'lishi mumkin.
Gazning hidi. Qizig'i shundaki, ushbu gazlarning hech birida rang yoki hid yo'q. Kundalik hayotda deyarli har bir kishi duch kelgan xarakterli yoqimsiz hid gazga sun'iy ravishda biriktirilgan va odorizatsiya deb nomlanadi. Oltingugurt o'z ichiga olgan aralashmalar odatda odorantlar, ya'ni yoqimsiz hid beruvchi moddalar sifatida ishlatiladi. Biror kishi eng keng tarqalgan hidlardan biri - etanetsiolni hidlay oladi, hatto bu moddaning bir qismi 50 million havoda bo'lsa ham. Bu odorizatsiya tufayli gaz qochqinlarini osonlikcha aniqlash mumkin.
Olimlarning dalillari. Tabiiy gazning (shuningdek, neftning) kelib chiqishi to'g'risida olimlar o'rtasida hali ham kelishuv mavjud emas. Ikkita asosiy tushuncha - biogen va mineral - er osti suvlarida uglevodorod minerallarining paydo bo'lishi uchun turli sabablarga ko'ra bahslashadi.
Mineral nazariyasi. Tog' jinslarida minerallarning shakllanishi Yerni degazatsiya qilish jarayonining bir qismidir. Yerning ichki dinamikasi tufayli, katta chuqurliklarda joylashgan uglevodorodlar eng kam bosim zonasiga ko'tarilib, natijada gaz va neft konlarini hosil qiladi.
Biogenik nazariya. Havosiz kosmosda parchalanib, suv havzalarining tubiga o'lgan va o'lgan tirik organizmlar. Geologik harakatlar tufayli chuqurroq cho'kib, parchalangan organik moddalar qoldiqlari termobarik omillar (harorat va bosim) ta'siri ostida uglevodorod minerallariga, shu jumladan tabiiy gazga aylandi.
Neft va gaz qanday paydo bo'lgan
Siz, ehtimol, ko'mirning kelib chiqishi nazariyasi bilan tanishsiz. Bu masala bo'yicha nuqtai nazar yaxshi tasdiqlangan: u bir vaqtlar butun sayyorani, shu jumladan hozirgi hududlarni ham qoplagan yam-yashil o'simliklar qoldiqlaridan shakllangan (va shakllanishda davom etmoqda).
Xuddi shu tabiat oshxonasida moy ham xuddi shunday retsept bo'yicha tayyorlangan deb taxmin qilish mantiqan to'g'ri. 19-asrga kelib, bahs-munozaralar asosan neft hosil bo'lishi uchun boshlang'ich material, xomashyo: o'simlik yoki hayvonlarning qoldiqlari nima edi, degan savolga qadar qaynab ketdi.
Nemis olimlari G. Gefer va K. Engler 1888 yilda baliq yog'ini 400 S haroratda va taxminan 1 MPa bosimda distillash bo'yicha tajribalar o'tkazdilar. Ular to'yingan uglevodorodlar, kerosin va alkenlar, naftenlar va arenlarni o'z ichiga olgan moylash moylarini olishga muvaffaq bo'lishdi.
Ammo boshqa tomondan, 1866 yilda frantsuz kimyogari M. Bertelo Yerning ichaklarida mineral moddalardan neft hosil bo'lganligini taxmin qildi. O'z nazariyasini qo'llab-quvvatlash uchun u noorganik moddalardan uglevodorodlarni sun'iy ravishda sintez qilib, bir nechta tajribalar o'tkazdi.
Oradan 10 yil o‘tib, 1876-yil 15-oktabrda D.I.Mendeleyev Rossiya kimyo jamiyati yig‘ilishida batafsil ma’ruza qildi. U neftning hosil bo'lishi haqidagi gipotezasini bayon qildi. Olimning fikricha, tog‘ qurilishi jarayonida suv yer qobig‘ini kesuvchi yoriq-yoriqlarga chuqur kirib boradi. U chuqurlikka singib ketganda, u oxir-oqibat temir karbidlari bilan uchrashadi, atrof-muhit harorati va bosimi ta'sirida ular bilan reaksiyaga kirishadi, buning natijasida temir oksidi va etan kabi uglevodorodlar hosil bo'ladi. Xuddi shu yoriqlar bo'ylab hosil bo'lgan moddalar yer qobig'ining yuqori qatlamlariga ko'tarilib, g'ovak jinslarni to'ydiradi. Gaz va neft konlari shunday shakllanadi.
Mendeleev o'z mulohazasida sulfat kislotaning quyma temirga ta'sirida vodorod va to'yinmagan uglevodorodlarni olish bo'yicha tajribalarga ishora qiladi. 
To'g'ri, "sof kimyogar" Mendeleevning g'oyalari dastlab geologlar bilan muvaffaqiyatga erisha olmadi, ular laboratoriyada o'tkazilgan tajribalar tabiatda sodir bo'layotgan jarayonlardan sezilarli darajada farq qiladi deb hisoblashdi.
Biroq, kutilmaganda karbid yoki, shuningdek, neftning kelib chiqishining abiogen nazariyasi astrofiziklardan yangi dalillarni oldi. Spektr tadqiqotlari samoviy jismlar Yupiter va boshqa yirik sayyoralar atmosferasida, shuningdek, kometalarning gaz konvertlarida uglerod-vodorod birikmalari mavjudligini ko'rsatdi. Xo'sh, uglevodorodlar kosmosda keng tarqalganligi sababli, demak, tabiatda noorganik moddalardan organik moddalar sintezi jarayonlari hali ham davom etmoqda. Ammo Mendeleyev nazariyasi aynan shu narsaga asoslanadi.
Shunday qilib, bugungi kunda neftning kelib chiqishi tabiati bo'yicha ikkita nuqtai nazar mavjud. Ulardan biri biogendir. Uning so'zlariga ko'ra, neft hayvonlar yoki o'simliklar qoldiqlaridan hosil bo'lgan. Ikkinchi nazariya abiogendir. Uni D.I.Mendeleyev batafsil ishlab chiqdi va u tabiatda neftni anorganik birikmalardan sintez qilish mumkinligini aytdi.
Garchi ko'pchilik geologlar hali ham biogen nazariyaga sodiq qolishsa ham, bu bahslarning aks-sadolari bugungi kungacha so'nmagan. Bu holatda haqiqatning narxi juda yuqori. Agar biogen nazariya tarafdorlari to'g'ri bo'lsa, unda uzoq vaqt oldin paydo bo'lgan neft zaxiralari tez orada tugashi mumkinligidan qo'rqish ham haqiqatdir. Agar haqiqat ularning raqiblari tomonida bo'lsa, unda bu qo'rquvlar behudadir. Axir zilzilalar hozir yer qobig‘ida yoriqlar paydo bo‘lishiga olib keladi, sayyoramizda yetarlicha suv bor, uning yadrosi, ayrim ma’lumotlarga ko‘ra, sof temirdan iborat...
Lekin birinchi navbatda, Yerning tuzilishi haqida bir necha so'z. Bu bizga olimlarning mantiqiy tuzilmalarini tezda tushunishga yordam beradi. Oddiy qilib aytganda, Yer bir-birining ichida joylashgan uchta shar bilan ifodalanadi. Yuqori qobiq - erning qattiq qobig'i. Mantiya chuqurroq joylashgan. Va nihoyat, o'rtada yadro joylashgan. 4,5 milliard yil avval boshlangan materiyaning bu ajralishi hozirgi kungacha davom etmoqda. Yer qobig'i, mantiya va yadro o'rtasida kuchli issiqlik va massa almashinuvi sodir bo'ladi, bundan kelib chiqadigan barcha geologik oqibatlar - zilzilalar, vulqon otilishi, kontinental harakatlar ...
NOORGANIKALAR PARADI
Neftning kelib chiqishini tushuntirishga birinchi urinishlar antik davrga borib taqaladi. Masalan, taxminan 2000 yil oldin yashagan qadimgi yunon olimi Strabonning quyidagi so'zlari saqlanib qolgan: "Apolloniyaliklar hududida Nimfey degan joy bor", deb yozgan u. er ostidagi asfalt toshlarning yonishi ... ".
Strabon ikkita faktni bir butunga birlashtirdi: vulqon otilishi va asfalt shakllanishi (uni neft deb atagan). Va ... men xato qildim! U aytib o'tgan joylarda yo'q faol vulqonlar... Yigirma asr oldin yo'q edi. Strabon otilishlar deb adashgan narsa aslida emissiya, yutuqlardir er osti suvlari(loy vulqonlari deb ataladigan) neft va gazning yer yuzasiga chiqishi bilan birga. Va bugungi kunda shunga o'xshash hodisalarni Absheron va Taman yarim orolida kuzatish mumkin.
Biroq, xatoga qaramay, Strabonning fikrida sog'lom don bor edi - uning neftning kelib chiqishi haqidagi talqini materialistik asoslarga asoslangan edi. Bu chiziq uzoq vaqt davomida uzilib qoldi. Faqat 1805 yilda Venesuelada o'zining kuzatishlari, Vezuviy otilishi haqidagi ta'riflar asosida mashhur nemis tabiatshunosi A. Gumbold yana materialistik nuqtai nazarga qaytdi. “...Biz shubha qila olmaymiz, - deb yozadi u, - neft katta chuqurlikda distillash mahsulidir va ibtidoiy jinslardan kelib chiqadi, uning ostida barcha vulqon hodisalarining energiyasi yotadi”.
Neftning kelib chiqishi haqidagi noorganik nazariya asta-sekin kristallandi va Mendeleyev neftning karbid kelib chiqishi haqidagi nazariyasini ilgari surgan vaqtga kelib, noorganik moddalar yetarli miqdorda faktlar va mulohazalarni to‘plagan edi. Va keyingi yillarda ularning cho'chqachilik bankiga yangi ma'lumotlar qo'shildi.
1877-1878 yillarda frantsuz olimlari ko'zgu cho'yanida xlorid kislotasi va oq issiqlik bilan temir ustidagi suv bug'lari bilan harakat qilib, vodorod va hatto neft hidi bo'lgan juda ko'p miqdordagi uglevodorodlarni olishdi.
Vulqon gipotezaga qo'shimcha ravishda, neftning abiogen kelib chiqishi tarafdorlari kosmik gipotezaga ham ega. Geolog V.D.Sokolov 1889 yilda butun sayyoramiz hali gaz laxtasi bo'lgan o'sha uzoq davrda bu gaz tarkibida uglevodorodlar ham borligini taxmin qildi. Issiq gaz sovib, suyuq fazaga o'tganda, uglevodorodlar asta-sekin suyuq magmada eriydi. Suyuq magmadan qattiq er qobig'i shakllana boshlaganida, u fizika qonunlariga ko'ra, uglevodorodlarni o'zida saqlay olmadi. Ular er qobig'idagi yoriqlar bo'ylab ajralib tura boshladilar, uning yuqori qatlamlariga ko'tarilib, qalinlashdilar va bu erda neft va gaz to'plarini hosil qildilar.
Bizning davrimizda allaqachon ikkala faraz - vulqon va kosmik - Novosibirsk tadqiqotchisi V. Salnikov tomonidan yagona bir butunga birlashtirilgan. U tarkibida juda ko'p miqdordagi uglevodorodlarga ega bo'lgan sayyora juda past orbitada bo'lib, atmosferaning yuqori qismida asta-sekin sekinlashdi va oxir-oqibat sun'iy yo'ldoshlarda bo'lgani kabi Yerga quladi, degan taxmindan foydalangan. O'tkir silkinish vulqon va tog' qurish faoliyatini kuchaytirdi. Milliardlab tonna vulqon kullari, kuchli loy oqimlari koinotdan olib kelingan uglevodorodlarni to'ldirib, ularni chuqurliklarga ko'mib tashladi, ular yuqori harorat va bosim ta'sirida neft va gazga aylandi.
O'z xulosalarini asoslash uchun Salnikov neft va gaz konlarining g'ayrioddiy joylashuviga ishora qiladi. Topilgan konlarning katta zonalarini birlashtirib, u parallel sinusoidal chiziqlar tizimini oldi, uning fikricha, bu sun'iy yer yo'ldoshlari traektoriyalarining proyeksiyalarini juda eslatadi.
Noorganik farazlar haqidagi hikoyani mashhur neft geologi N.A.Kudryavtsevni eslatmasdan turib to'liq deb bo'lmaydi. 50-yillarda u dunyoning neft va gaz konlari bo'yicha ulkan geologik material to'pladi va umumlashtirdi.
Kudryavtsev birinchi navbatda er qobig'idagi chuqur yoriqlar zonalari ostida ko'plab neft va gaz konlari mavjudligiga e'tibor qaratdi. O'z-o'zidan bunday fikr yangi emas edi: bu holatga e'tiborni D.I.Mendeleev qaratdi. Ammo Kudryavtsev bunday xulosalarni qo'llash geografiyasini ancha kengaytirdi, ularni chuqurroq asosladi.
Misol uchun, Sibirning shimolida, Markhininskiy shishishi deb ataladigan hududda, neft chiqishi juda keng tarqalgan. Ikki kilometrgacha chuqurlikda barcha jinslar tom ma'noda neft bilan to'yingan. Shu bilan birga, tahlillar shuni ko'rsatdiki, tog 'jinslari bilan bir vaqtda hosil bo'lgan uglerod miqdori juda kichik - 0,02-0,4%. Ammo qirg'oqdan masofa oshgani sayin organik birikmalarga boy tog' jinslari miqdori ortadi, neft miqdori esa keskin kamayadi.
Ushbu va boshqa ma'lumotlarga asoslanib, Kudryavtsevning ta'kidlashicha, Marxininskiy to'lqinining neft va gaz tarkibi, ehtimol, organik moddalar bilan emas, balki sayyoramizning ichaklaridan neft etkazib beradigan chuqur nosozlik bilan bog'liq.
Shunga o'xshash shakllanishlar dunyoning boshqa mintaqalarida ham mavjud. Masalan, Vayoming shtatida (AQSh) aholi uzoq vaqtdan beri o'z uylarini qo'shni tog'li shaharning yoriqlaridan tortib olgan asfalt bo'laklari bilan isitmoqda. Mis tog'lari... Ammo o‘sha tog‘larni tashkil etuvchi granitlar o‘z-o‘zidan neft va gazni to‘play olmaydi. Bu minerallar faqat er tubidan hosil bo'lgan yoriqlar orqali kelishi mumkin.
Bundan tashqari, tabiatda olmos sintez qilgan kimberlit quvurlarida neft izlari topilgan. Chuqur gazlar va magmaning yorilishi natijasida hosil bo'lgan er qobig'ining portlovchi sinishi kanallari neft va gaz hosil bo'lishi uchun juda mos joy bo'lishi mumkin.
Kudryavtsev ushbu va boshqa ko'plab faktlarni umumlashtirib, neftning kelib chiqishi haqidagi o'zining magmatik gipotezasini yaratdi. Uglevodorod radikallari CH, CH2 va CH3 birinchi marta Yer mantiyasida bosim ostida va yuqori haroratlarda uglerod va vodoroddan hosil bo'ladi. Ular mantiya materialida yuqori bosimdan past bosim zonasiga o'tadi. Va buzilish zonasidagi bosim farqi ayniqsa sezilarli bo'lganligi sababli, uglerodlar birinchi navbatda bu erga yo'naltiriladi. Er qobig'ining qatlamlariga ko'tarilib, kamroq isitiladigan zonalardagi uglevodorodlar bir-biri bilan va vodorod bilan reaksiyaga kirishib, neft hosil qiladi. Keyin hosil bo'lgan suyuqlik tog' jinslaridagi yoriqlar bo'ylab ham vertikal, ham gorizontal harakatlanishi mumkin, tuzoqlarda to'planadi.
Nazariy tushunchalarga asoslanib, Kudryavtsev neftni nafaqat yuqori qatlamlarda, balki chuqurroq izlashni maslahat berdi. Bu prognoz ajoyib tarzda tasdiqlangan va burg'ulash chuqurligi har yili ortib bormoqda.
60-yillarning o'rtalarida shunday muhim savolga javob berish mumkin edi: "Nega neftni tashkil etuvchi bunday" nozik "uglevodorod birikmalari Yerning ichaklarida parchalanmaydi. kimyoviy elementlar yuqori haroratda?" Darhaqiqat, bunday parchalanish hatto maktab laboratoriyasida ham kuzatilishi mumkin. Neftni halokatli qayta ishlash ana shunday reaksiyalarga asoslanadi. Ma’lum bo‘lishicha, tabiatda vaziyat mutlaqo teskari – murakkab birikmalar oddiy birikmalardan hosil bo‘ladi... Kimyoviy reaksiyalarni matematik modellashtirish, agar yuqori haroratga ham yuqori bosim qo‘shsak, bunday sintez mutlaqo maqbul ekanligini isbotladi. Ikkalasi ham, o'zingiz bilganingizdek, yer tubida juda ko'p.
Neft ko'pincha "qora oltin" deb ataladi, chunki u uni ishlab chiqaradigan odamlarga yaxshi foyda keltiradi. Ko'pchilik yog'ning qanday paydo bo'lganligi va uning tarkibi qanday ekanligi bilan qiziqadi. Keyinchalik, buni tushunishga harakat qilaylik.