Тайны образования нефти и горючих газов
Шрифт:
Собственно первая "теория" о происхождении нефти (если, конечно, ее можно назвать теорией) была сформулирована еще в 950 годы арабским ученым Ихван-эс-Сафа. "Вода и воздух - писал он,- созревают действием огня и образуют огненную серу (в то время все естественные горючие вещества называли серой.- М. К.) и водяную ртуть. Эти два вторичных элемента смешиваются с разным количеством земли и в зависимости от температуры образуют минералы, находящиеся в земле, включая битуминозную субстанцию, такие как нефть и кир. Поэтому они имеют "высокий" воздух и нефть, сжижаются и огнеопасны". Спустя более чем три столетия, в 1275 году, другой арабский исследователь Эль-Казвини пытался объяснить, как из нефти путем коагуляции образуется кир.
Очевидно, еще до работ Г.
В более поздней работе (1550 год) Г. Агрикола говорит о "жидких битумах, стекающих в море", которых морская вода сгущает в янтарь и гагат и волны выбрасывают на берег. В то же время этот исследователь считал, что "битумы занимают первое место среди всех материй, которыми питается подземный огонь... Так же как от прибавления масла усилится огонь, так, если в горячий битум прибавить воду, то огонь не погасает, а увеличивается".
В методическом плане очень интересно, что представления Г. Агриколы о вулканических процессах как процессах горения горючих ископаемых, разделявшиеся многими исследователями вплоть до XIX столетия, сложились у него под впечатлением подземных угольных пожаров, которые он наблюдал в детстве в Цвикау. В то же время Г. Агрикола предполагал, что "гореть" должно другое вещество - нефть или битум.
В конце XVII века (1697 год) итальянский ученый П. С. Бокконе, ссылаясь на мнение английского ученого В. Чарлитона, считал, что янтарь и битумы имеют одинаковое происхождение и нефть образуется "вулканическими силами из земли и серного начала". В качестве доказательства он приводил пример землетрясения 1683 года, которое повлияло на интенсивность нефте-проявлений в Сицилии. Такой же точки зрения придерживался и французский ученый П. Поме в 1694 году.
Немецкий ученый Ф. Лачмунд, разделяя представления Г. Агриколы о происхождении битумов, обратил внимание на то, что породы, пропитанные битумом, содержат створки раковин. Фотографию такой породы он привел в работе, опубликованной в 1699 году.
Судя по работе французского химика Н. Лемери, в конце XVII века существовало также представление об образовании нефти в результате перегонки янтаря; каменный уголь является остатком этой перегонки. Однако сам Н. Лемери считал, что нефть образуется в результате перегонки битума.
Пожалуй, самое интересное предположение было высказано уже в начале XVIII века (1725 год) немецким ученым И. Ф. Генкелем, по мнению которого нефть ("горные масла" и "горные смолы") образуется из остатков животных и растений.
Существовавшие к 1739 году представления о происхождении нефти были обобщены русским академиком И. Вейбрехтом, который, разделяя мнение о нефти как о смеси "огненной (серной)", водной и земляной субстанций, в то же время считал, что нефть либо образовалась под влиянием тепла Земли, либо находилась в ее недрах изначально. На основании нахождения нефти в теплых странах вблизи морей с соленой водой и дли-щтельности ее притоков снизу (что интерпретировалось как неиссякаемость источников нефти). И. Вейбрехт считал, что нефть - это преобразованная "огненная сущность солей", оставляемая морской водой. "При чрезмерном накоплении горючих веществ в одном месте при их воспламенении происходят землетрясения и оседания почвы".
Любопытен вывод этого исследователя о том, что "масляные части растений близки по своим свойствам к нефтяным маслам". На этом основании делалось предположение: "быть может, огненные и масляные части всех растений происходят от нефти, которую растения вытягивают из земли".
В 1748 году французский ученый Б. де Малье высказал мысль, что все горючие ископаемые образовались из захороненных в морских
Эти представления завоевывали все большее и большее признание. В 1750 г. немецкий ученый Д. Р. Шпильман писал, что нефть образуется из растений, преимущественно из ели. Член французской академии наук, химик по специальности П. Ж. Макер в 1758 году, высказывал мнение о том, что битумы образуются в результате взаимодействия "растительных масел" и "кислот".
Итак, в рассматриваемый первый этап исследователи пытались установить генетические соотношения нефти с другими битумами, включая в этот ряд янтарь и гагаты. На основании близкого расположения выходов нефти от морей и вулканов ее образование в определенной степени связывалось как с первыми, так и со вторыми. Устанавливалось внешнее сходство растительных и нефтяных масел и считалось, что нефть благодаря своей подвижности может находиться далеко от места своего рождения и, в частности, на дневную поверхность поступает с глубины. Уже в XVIII веке было высказано предположение об образовании нефти из остатков сначала растений, а затем и животных.
Обобщая существовавшие в рассматриваемый этап представления о происхождении нефти, нетрудно понять причины их возникновения: исследователям стали известны как "огненные" процессы, сопровождающие извержения лавовых и грязевых вулканов, так и "горючие ископаемые", и вполне логично, что они пытались связать их генетически и это как бы подтверждалось наблюдениями над подземными угольными пожарами. Вполне логичной представлялась и связь нефти с "масляными частями растений".
II этап (1761-1859 годы). Этот этап продолжался в течение почти 100 лет. Он начался с работы М. В. Ломоносова, который в трактате "О слоях земных", опубликованном в 1763 году, обобщил свои представления о происхождении ископаемых углей и нефти. Он считал, что последняя "выгоняется подземным жаром из приготовляющихся каменных углей" и "вступает в разные расселины и полости, сухие и влажные, водами наполненные".
М. В. Ломоносов впервые увязал происхождение нефти с геологическим строением Земли, считая, что внутри последней имеется "огненное ядро", под действием которого и происходят извержения вулканов, а также "выгорание" целых участков "земли" и последующее их опускание. Вполне логично, что при таком процессе допускалась и перегонка угля, приводящая к "выделению" нефти. Если учесть сходство последней с "каменноугольным дегтем" и отсутствие какой-либо информации о различии их составов, то такое допущение вполне логично.
В целом в течение описываемого этапа преобладали представления об образовании нефти либо непосредственно из растительных остатков, либо из каменного угля. Вероятно, это связано с тем, что такие предположения высказывались самыми авторитетными для того времени учеными. Однако существовали и другие представления.
В 1768-1774 годах по инициативе М. В. Ломоносова I Академией наук России были организованы экспедиции, участники которых наблюдали выходы нефти у оз. Байкал (П. С. Паллас), на Апшеронском полуострове (С. Г. Гмелин), в Кахетии (А. И. Гильденштедт), на Волге, вблизи Симбирска, и на р. Белой (И. И. Лепехин). Почти каждый из участников этих экспедиций высказывал основанные на собственных наблюдениях соображения о происхождении нефти. Так, П. С. Паллас считал причиной землетрясений в районе Байкала обилие в недрах окружающих гор таких горючих веществ, как колчеданы (пирит) и асфальт, которые горят под землей, о чем свидетельствуют источники горячих вод. С. Г. Гмелин, основываясь на расположении нефтяных колодцев у подножий гор, считал, что нефть образуется в горах, откуда стекает в море, вследствие чего вода в нем становится горькой. А. И. Гильденштедт предполагал, что в Кахетии под нефтяными выходами находятся месторождения каменного угля. Наконец, И. И. Лепехин, наблюдавший в горючих сланцах Волги пирит (колчедан), связывал с ним "горючесть" этих образований.