非常好奇,石油的“古代生物成油说”,一个油田上亿吨,古代有那么多生物吗?
当一个活的有机体死亡时,它通常会以两种方式之一循环利用——被捕食者、食腐动物或细菌吃掉进入食物链下一个营养级;通过暴露在环境空气或富氧的水中而氧化,有机物分解为水、二氧化碳、硝酸盐、硫酸盐和磷酸盐,为植物生长提供养分 。
但是还有极少部分(0.1%左右)的有机物质逃脱了这种命运,沉入海底或湖泊,保存在缺氧的环境中,与无机物,如粘土颗粒和非常细的沙子混合,这种混合物被厌氧细菌转化成黑色泥浆 。随着时间的推移,这种泥浆会积累并变硬,含有1%到2%有机物的泥浆转化为生油岩层 。沉积沉积物非常缓慢地将生油岩层推向下沉,每隔百万年左右就会移动几米到几百米,这种逐渐下沉导致沉积盆地的形成 。当生油岩层下沉到地下时,温度会越来越高,压力越来越大 。在这些物理条件下,氮、硫和磷原子逐渐转化为干酪根,干酪根是一种由水、二氧化碳、碳和氢组成的中间物质,然后再转化为石油或天然气 。
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在2000米的深处开始,当温度达到100摄氏度时,干酪根开始释放保存的碳氢化合物,在2000到3800米之间时变成了石油,这个深度区间称为油窗 。当烃源岩进一步下沉至3800米至5000米之间时,液态碳氢化合物产生的液体变得越来越轻,并逐渐变成甲烷等天然气体,这个深度间隔称为气窗 。当超过8至10公里深后,碳氢化合物会被高温破坏 。据估计,平均每100万年沉积50米,有机物需要6000万年才能变成石油,因此,石油被列为不可再生能源 。
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在全球范围内,科学家估计地球总共拥有20920亿桶石油储备,即2866亿吨 。2018年一项发表在PNAS是的研究对地球上生物量普查显示地球生物圈的总生物量有5500亿吨碳,其中海洋生物量虽然只占少部分,但也是天文数字,光是初级消费者的南极磷虾就有5亿吨左右 。由于食物链的能量传递效率只有10%左右,海洋中大部分生物量主要为光合细菌、藻类和浮游生物 。因此石油储量实际上是主要由海洋微生物产生的,包括细菌、藻类和浮游生物,而不是大的动物,这些微生物的寿命很短,可以用天、小时甚至分钟来衡量,因此实际上每年死亡微生物的生物量会远远高于总的生物量 。随着微生物逐渐死亡,它们沉入海底,逐渐被堆积的沉积物所覆盖,这个过程持续几千万年甚至上亿年,逐渐转化为现有的几千亿吨石油也就不足为奇了 。
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千言无语我可以归纳为一个成语——沧海桑田!
人类作为只有短短数十年生命的种族,对于地球尺度的时间概念而言,目光无法企及是正常的现象,但是好险我们有了科学,请相信科学,同学们 。
雪下得那么深——深海永不停息的“雪”
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如果同学们有机会乘坐上深潜器缓慢的进入海底,除了舷窗外一抹幽暗的深蓝缓缓转变为漆黑外,你们还会发现,身边纷纷扬扬的永不停息的——海雪 。当然,这不是冬天晶莹透亮的雪花,这是来自0-2000m海水层中的生物残渣 。
在如果,按照主流的石油形成学说,大家总喜欢在寻找油田时,反复提到“前三角洲”、“浅海陆棚”、“半深海”,很简单,这些漫天飞舞的海洋生物残渣,亿万年以来就是石油的前身——有利烃源岩的主要来源 。
“海雪”落到海床上以后,就会成为底栖生物和微生物的大餐 。微生物们享用着最后的晚餐,不断消耗水底所剩无几的氧气,然后在富集硫化氢的同时,自己也挂掉;缺氧的环境杀死大部分的好痒微生物,而水底压力则会缓慢杀死剩余的耐硫化氢微生物,最终造成了大量的有机物堆积事实 。
如果你有时间,可以观看沧海变桑田
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对于地球来说,根本听不懂什么叫做天长地久,人家一直在七十二变好不好!
同学们看着世界地图,对于地壳在水平方向的运动,多少会有一些直观的了解——板块漂移;但是对地壳在垂直方向上的运动——垂直沉降,地图从来不会直接告诉你真相 。
垂直沉降,是让一片海域或一个湖泊沉积成千上万米厚的沉积物,但水深只有沉积物厚度的零头,或者地表保持平原状态的根本原因 。
举个简单的例子,贝加尔湖 。
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贝加尔湖,直到现在,仍然在地壳拉张的作用下,快速的沉降——每年下沉0.03-0.3mm 。
同学从一出生就站在湖边,直到百年归老挂掉,运气最好就只能看到3cm的落差,那当然是天长地久的代名词 。可是,放到贝加尔湖自己的年龄中去观测,2500万-3000万年的岁月洗礼,那就是900m-9km的差距!
要填满这个大坑,真不是拍拍脑门就可以想象的事情 。
结语问这个问题的同学,不要把古生物的概念,自动脑补替换成恐龙一类的史前巨兽,虽然的确也有它们的一部分功劳,但我们指代的古生物,能够形成一个亿吨油田规模的古生物,其实只是一些不起眼的微生物而已 。
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大家不要小看了这些肉眼几乎无法看见的生物,例如海边的叠层岩,大约每平方米的岩石上就生存着36亿个微生物,在过去的20亿年时间里面,通过它们小小的努力,地球大气层的氧含量增加了20% 。
所有现在的大型生物的诞生和繁荣,都不应忘记这些你看不到的小小生物 。
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其他网友观点石油的形成有两种学说:化石变油和生物沉积变油 。石化变油认为石油是地球自身的碳元素转变而成,属于可再生资源 。但其实这种学说无法解释碳元素如何转化成为复杂的有机物?我们都知道石油里面含有各种烷烃和芳香族化合物,这些有机物碳碳键十分稳定,很满意催化偶联 。所以,地球自然环境中如何可以控制碳元素生成这种烷烃化合物呢?故而,石化变油我觉得并不可靠 。反而是生物变油才是比较可靠的成油学说:
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该学说认为石油来自于海洋生物的尸体,海洋生物在死后,尸体沉积在一起 。经过常年的累计,这些尸体堆积如山 。虽然会有微生物分解这些尸体,但分解的并不完全 。而且随着尸体堆积厚度的增加,下层的尸体愈发不易被消化掉 。这些尸体经过不知道多少万年的堆积,厚度超乎我们的想象 。然后由于地质作用发生了沉降,尸体堆积层被深埋入地下,经过高温碳化分解,最终成为石油 。
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有些人会问:有这么多动物尸体吗?
只能说我们太小看古代海洋里面的生物数量和堆积时间了 。地球的所有生命都来自于海洋,海洋是最为古老的生命起源场所 。很久之前,陆地上根本没有生命,生物都在海洋里生存 。随着进化,部分海洋生物才逐渐适应了陆地生活 。所以,海洋生物的种类和数量,远超我们想象,也不是陆地生物可比的 。而且,整个海洋自生命诞生起,就一直在堆积海洋生物的尸体,这么长时间的堆积,尸体你说多不多呢?
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【非常好奇,石油的“古代生物成油说”,一个油田上亿吨,古代有那么多生物吗?】再者,我们地球一直接受太阳光,一直接受能量,那么这些能量没有变成热能?那去哪里呢?肯定是通过光和作用被生物存储起来了 。而海洋生物和这些沉积的尸体就是保存者 。这么多年能量的供应,怎么说也得有巨大存量吧?而这些最终都变成了石油 。
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