Тайны образования нефти и горючих газов
Шрифт:
В печати многих стран продолжалась публикация статей, в которых авторы предлагали различные варианты образования нефти как непосредственно из органического вещества растительного происхождения, так и из ископаемых углей. Английский исследователь К. Вуж в 1866 году высказал предположение об образовании нефти из морских водорослей, захороняемых в огромных количествах аналогично наблюдаемым в настоящее время в Саргассовом море.
В то время как Д. И. Менделеев, разрабатывая гипотезу неорганического происхождения нефти, использовал результаты экспериментов французских химиков, американские и немецкие химики . проводили опыты, подтверждающие органическое .происхождение нефти. В 1865 г. американцы К. Уоррен и Ф. Сторер получили из рыбьего жира путем дистилляции смесь углеводородов. Немецкий химик К. Готтлиб в 1875 году при
Под влиянием работ Г. Гёфера немецкий химик К. Энглер в 1888-1900 годах провел серию экспериментов по нагреванию рыбьего жира до температуры 320 °С и повышенном давлении, в процессе которых в полученных погонах обнаружил предельные (пентан, гексан, гептан, октан и нонан) и непредельные углеводороды. На основе информации об отсутствии растительных остатков и угля во многих месторождениях и наличии отпечатков и раковин организмов К. Энглер пришел к выводу об образовании нефти из остатков животных организмов. Источником углеводородов он считал жирные кислоты. Несколько позже, в 1900 году, К. Энглер признал возможность образования нефти из органического вещества диатомовых водорослей, но отрицал вероятность образования ее из наземной растительности.
В 1886 году К. Энглер в результате анализа информации по нефтяным месторождениям Апшеронского полуострова пришел к заключению, что, хотя нефть и содержится в "послетретичных образованиях" и существуют "грязевые вулканы", которые как будто бы лучше соответствуют "менделеевской теории", все же нефть имеет органическое происхождение.
Выступая в 1890 году на съезде немецких натуралистов в Бремене, К. Энглер подверг критике гипотезы органического происхождения нефти.
В 1889 году русский геолог В. Д. Соколов на заседании Московского общества испытателей природы выступил с докладом, в котором доказывал космическое происхождение нефти и других битумов. Сущность этой гипотезы автор кратко формулировал следующим образом: "1) Запасы углерода и водорода в небесных телах громадны. 2) Образующиеся из них углеводороды, возникая при одинаковых космических условиях, появляются в составе небесных тел в очень ранние стадии их индивидуального развития. 3) На Земле они возникли тем же путем, как и на других небесных телах, образовав собою определенный запас, впоследствии в значительной степени поглощенный магмой. 4) При дальнейшем охлаждении и уплотнении магмы заключенные в ней углеводороды выделялись и продолжают выделяться по трещинам, возникающим в литосфере путем дислокаций. 5) Подвергаясь конденсации в поверхностных частях нашей планеты, они дают основной материал для образования битумов".
Интересно проследить, чем же обосновывал свою "гипотезу" В. Д. Соколов? Первый аргумент заключался в том, что, по заключению автора, месторождение битумов не зависит ни от широты, ни от гипсометрии, ни от геологического возраста, ни от состава и обилия органических остатков, а определяется только пористостью и трещиноватостью горных пород. А так как трещиноватость пород зависит от их дислоцированное, то "месторождения битумоидов должны быть тесно связаны с направлением дислокаций".
Вторым аргументом являлась несостоятельность всех вариантов гипотез органического и неорганического происхождения нефти. В частности, битумы не могут образоваться ни на поверхности в виде осадка, ни на глубине, так как "в глубинах земли нет необходимых запасов органических веществ, через переработку которых могли бы возникнуть битумы, за исключением разве углистых веществ". И, наконец, этим путем нельзя объяснить происхождение космических битумов.
В. Д. Соколов критиковал "минеральную" гипотезу Д. И. Менделеева, аргументируя ее несостоятельность отсутствием неокисленных металлов в центре планеты и отсутствием возможности проникновения к ним поверхностных и, особенно, соленых вод.
В качестве положительных аргументов В. Д. Соколов выдвигал факт выделения углеводородов в определенной стадии извержений Везувия в 1855 году и Этны в 1868 году, а также наличие битумов в лавах, массивных горных породах, а также в космических телах.
В. Д. Соколов заранее отводил возражение, основанное на том, что "битумы редко встречаются в зонах интенсивной вулканической деятельности", указывая на возможность сгорания и улетучивания углеводородов при извержениях.
В 1893
Анализируя гипотезу В. Д. Соколова, К. В. Харичков заключил, что она не имеет конкретного подтверждения. Будучи учеником Д. И. Менделеева, К. В. Харичков очень осторожно критиковал гипотезу минерального происхождения нефти. Он отметил, что при высоких температурах, которые имеются в столь глубоких горизонтах, "нефть в состоянии разложиться на основные элементы: водород и уголь, в чем и кроется слабая сторона теории".
К. В. Харичков провел эксперименты, нагревая чугунные опилки с разными кислотами, с серной кислотой В растворами солей магния и натрия. При этом были получены газообразные и жидкие углеводороды, водород, графит и "капли маслянистой жидкости".
К. В. Харичков пришел к выводу о том, что соли, содержащиеся в морской воде, действовали на карбиды металлов и образовали нефть. При этом "потреблялась" и сама вода: "водород идет на синтез углеводородов, а кислород соединяется с металлом, образуя кислы". Этот процесс проходит медленно, в течение целых геологических эпох, и "им обусловливаются всевозможные изменения горных пород и рельефа земной поверхности".
Интересно, что немецкий геолог С. Нойбергер, используя критерии К. В. Харичкова, выдвинутые последним в 1893 году, в период ранних воззрений (1901 год), считал, что нефти Алжира и других регионов образовались из вещества животного происхождения. Подобной точки зрения придерживались геологи, изучавшие нефтеносность многих регионов мира,- К. Фраас, обнаруживший кораллы и другие остатки организмов в битуминозных слоях в Египте, Ч. Кнар в Швейцарии (1868 год), У. К. Морган и М. К. Таллмон, обнаружившие битум в ископаемом яйце в Аризоне в 1904 году. К такому же выводу пришел в 1894 году ведущий химик-нефтяник Калифорнии Д. Р. Пекгэм.
В то же время были и сторонники образования нефти из органического вещества как животного, так и растительного происхождения: американский геолог Э. Ортон, изучавший в 1889-1899 годах нефтегазоносность палеозойских отложений США, Ж. П. Уолл, наблюдавший нефтеносные отложения острова Тринидад, и др.
Существенное значение для решения проблемы происхождения нефти имела работа крупного немецкого ботаника Г. Потонье. Этот исследователь сначала занимался ботаникой, затем только палеоботаникой, и, наконец, стал изучать продукты захоронения органического вещества растительного и животного происхождения в озерах и мелких заливах. После детальных исследований органического вещества "гнилостного ила - сапропеля" в 1905 году Г. Потонье пришел к выводу, что при разложении этого вещества без доступа кислорода происходит битуминизация, в результате которой повышается содержание углерода и водорода за счет потерь кислорода, азота и серы и появляются парафиновые и нафтеновые углеводороды. И хотя в этой работе Г. Потонье не касается происхождения нефти, другие исследователи оценили важность этого открытия.
В самом конце рассматриваемого этапа, в 1903-1905 годах, канадский геолог Ю. Кост предпринял попытку возродить представление о глубинном происхождении нефти. Поскольку основные работы и доклады Ю. Кост а относятся к более позднему времени, на существе его представлений мы остановимся ниже.
Подводя итог развитию представлений о происхождении нефти в течение третьего этапа, следует еще раз подчеркнуть "разброд идей": наряду с геологическими наблюдениями и экспериментами, подтверждающими как животное, так и растительное органическое происхождение нефти, имелись геологическая и химическая информация, а также результаты экспериментов, которые как будто бы подтверждали представления о ее неорганическом происхождении. При этом как одна, так и другая противоположные точки зрения опровергались как будто бы вескими аргументами.