石油:從古代神秘的黑水到現代生活的黃金
來源:百家號 作者:芋泥玻玻奶 更新于:2023年06月29日 06時 閱讀:0
今天我們要聊聊一個跟我們生活息息相關的話題,那就是石油。你知道嗎,石油不僅是我們汽車、飛機、火車等交通工具的主要動力,也是我們日常用品如塑料、化妝品、藥品等的重要原料。石油可以說是現代文明的基石,沒有它,我們的生活將會發生翻天覆地的變化。但你有沒有想過,這種神奇的液體是怎么形成的呢?它又是從哪里來的呢?它為什么會有這么多的用途呢?今天,我們就來一起探索石油的故事,從古代神秘的黑水到現代生活的黃金。
一、石油的歷史
石油這個詞聽起來很現代,但其實它已經有著悠久的歷史了。早在公元前10世紀之前,古埃及、美索不達米亞和古印度等人類文明發源地就已經采集天然瀝青,用于建筑、防腐、粘合、裝飾、制藥等。古埃及人甚至能估算油苗中滲出石油的數量。楔形文字中也有關于在死海沿岸采集天然石油的記載。
在中國,石油也有著悠久的歷史。晉《博物志》載:“酒泉延壽縣南山出泉水,大如筥,注地為溝,水有肥如肉汁,取著器中,始黃后黑,如凝膏,然極明,與膏無異。甚佳,彼方人謂之石漆。”唐《元和郡縣志》記載:“玉門縣石脂水在縣東南一百八十里,泉有苔,如肥肉,燃極明。水上有黑脂,人以草墨取用,涂鴟夷西囊及膏東。”
在中東地區,石油也被用于戰爭和貿易。公元前5世紀,在古波斯地區的君主制國家—阿契美尼德王朝(前553—前334年)的首都蘇薩(Susa)附近出現了人類用手工挖成的石油井。最早把石油用于戰爭也在中東。《石油、金錢、權力》一書中說,荷馬的名著《伊里亞德》中敘述了“特洛伊人不停地將火投上快船,那船頓時升起難以撲滅的火焰”。當波斯國王居魯士二世準備奪取巴比倫時,有人提醒他巴比倫人有可能進行巷戰。塞琉斯說可以用火攻。“我們有許多瀝青和碎麻,可以很快把火引向四處,那些在房頂上的人要么迅速離開,要么被火吞噬。”
石油的現代化開采始于19世紀中葉,當時一些科學家和發明家發現了從煤或石油中提取煤油的方法,用于照明和加熱。1859年8月27日,美國人愛德溫·德瑞克在賓州德瑞克油井挖到石油,引發美國第一次石油繁榮,在德克薩斯州、俄克拉何馬州和加利福尼亞州的油田發現導致“淘金熱”一般的形勢。到1910年為止,在加拿大(尤其是在艾伯塔)、荷屬東印度、伊朗、秘魯、委內瑞拉和墨西哥發現了新的油田。這些油田全部被工業化開發。
20世紀初隨著內燃機的發明情況驟變,如今石油已成為最重要的內燃機燃料。1973年能源危機和1979年能源危機爆發后媒體開始注重對石油供應水平進行報道。這也使人們意識到石油是一種有限的原料,最后會耗盡,至少作為一種經濟能源。不過至今為止所有預言石油即將用盡的猜測都未被證實(未被合理化),所以也有人對這個討論表示不以為然。
二、石油的形成
那么,究竟是什么樣的力量和過程,讓這種黑色的液體從地下涌出來呢?關于這個問題,科學家們曾經提出過多種不同的理論,有些是基于有機物質的轉化,有些是基于無機物質的反應。我們來看看其中最有影響力的幾種說法吧。
1.生物成因說
生物成因說是目前最廣泛接受的一種理論,它認為石油是由古代海洋或湖泊中的生物遺體,在無氧環境下經過長時間的埋藏、壓縮、加溫等地質作用而形成的一種復雜的碳氫化合物混合物。這些生物遺體主要包括浮游生物、藻類、植物等,它們含有豐富的脂肪、蛋白質、碳水化合物等有機物質。當它們死亡后,會與泥沙一起沉積在海底或湖底,形成有機質豐富的淤泥層。隨著時間推移,淤泥層不斷增厚,覆蓋了下面的生物遺體,使其與空氣隔絕,形成了還原環境。
在還原環境中,生物遺體的有機物質會發生一系列的生物化學和熱化學反應,逐漸分解為更簡單的碳氫化合物,如甲烷、乙烷、丙烷等。這些碳氫化合物就是石油的基本組成成分,也叫烴類。隨著淤泥層不斷沉降,埋藏深度和溫度也不斷增加,有機質的成熟度也不斷提高,最終形成了不同類型的石油。一般來說,埋藏深度在2-6公里,溫度在60-150攝氏度之間,是形成石油的最佳條件,也叫“油窗”。如果埋藏深度和溫度過高,石油會進一步裂解為天然氣。
形成了石油之后,它并不會一直停留在原來的地方,而是會隨著地下水或地殼運動而運移。運移的過程中,石油會受到地層的阻擋或聚集,形成油藏。油藏通常位于具有良好儲集性和封閉性的巖層中,如砂巖、礫巖、碳酸鹽巖等。這些巖層有很多孔隙和裂縫,可以儲存大量的石油和天然氣。同時,還需要有一層不透水的巖層覆蓋在上面,防止石油和天然氣向上逸散,這種巖層叫做蓋層。蓋層通常是由粘土、頁巖、鹽巖等組成的。當儲集層和蓋層形成一個特定的構造形態時,就構成了一個油田。通過鉆井和泵取人們可以從油田中獲得石油。
2.無機成因說
無機成因說是另一種對石油來源的解釋,它認為石油是由地球深處的無機物質經過高溫高壓下的化學反應而生成的一種碳氫化合物混合物。這些無機物質主要包括碳、氫、氧、硫、氮等元素,它們存在于地球內部的巖漿或地幔中。當巖漿或地幔發生運動或變化時,這些元素會自發地組合成不同類型的碳氫化合物,并隨著巖漿或地幔的侵入或噴發而上升到地殼中,在有利的部位運移和聚集而形成石油礦藏。
無機成因說最早由俄國科學家門捷列夫于1876年提出,他認為地球深處有大量的碳化鐵,在與過熱的地下水作用時生成碳氫化合物。后來又有人提出了宇宙說、火山說、巖漿說等不同版本的無機成因說。其中最具代表性的是美國天文學家高爾德于1977年提出的理論,他認為地球深處有豐富的碳和氫,在地球形成初期就已經產生了碳氫化合物,并隨著時間推移而冷凝埋藏在地殼中形成石油。
3.評價
目前,生物成因說和無機成因說都有一定的理論依據和實驗支持,但也都存在一些難以解釋的現象和問題。例如,生物成因說難以解釋石油中含有的氦、氬等惰性氣體的來源,以及石油在地球上分布的不均勻性。無機成因說則難以解釋石油中含有的生物標志物、同位素組成和光學活性等特征,以及石油與沉積巖的密切關系。因此,有些學者認為石油的形成可能是一個復雜的多因素的過程,既有生物作用,也有無機作用,既有地表條件,也有地下條件,既有地質作用,也有宇宙作用。這種綜合的觀點可能更能全面地反映石油的本質和特征。
石油是一種神奇而珍貴的資源,它不僅為我們提供了能源和原料,也見證了地球上生命和物質的演化。然而,石油也是一種有限而不可再生的資源,它的開采和使用也會帶來一些社會和環境的影響。因此,我們應該珍惜和合理利用石油,同時也要尋求更清潔和可持續的能源替代品,為我們的未來做好準備。感謝大家的收看,我們下期再見!