Jak powstają złoża ropy naftowej? Ropa naftowa jest na ten moment podstawą gospodarki światowej. Ta ciekła kopalina jest obecnie najważniejszym surowcem energetycznym i ważnym surowcem wykorzystywanym w przemyśle chemicznym. Skąd wzięła się na Ziemi i jak powstają jej złoża?
Jak powstała ropa naftowa?
Co ciekawe, nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie jak właściwie powstała ropa naftowa na naszej planecie. Naukowcy wciąż jeszcze nie osiągnęli konsensusu w tym temacie. Ich rozważania skupiają się jednak na dwóch głównych teoriach. Są to:
- teoria nieorganiczna pochodzenia ropy,
- teoria organiczna pochodzenia ropy.
Obie teorie mają zarówno licznych zwolenników, jak i swoje słabe punkty.
O czym mówi teoria nieorganiczna pochodzenia ropy?
Jak powstają złoża ropy naftowej?
Teoria, która zakłada jakoby ropa naftowa miała powstać w sposób nieorganiczny cieszy się szczególną popularnością wśród niektórych naukowców z USA, Rosji i Szwecji. To właśnie badaczom tych narodowości udało się w 2009 roku udowodnić, że ciężkie węglowodory związane z powstawaniem ropy są w stanie powstać sztucznie przy zachowaniu warunków, jakie panują pod ziemią, na głębokościach od 65 do nawet 150 kilometrów pod powierzchnią. Musiałoby się to odbyć bez udziału żadnych substancji organicznych – żaden organizm nie jest w stanie przetrwać tak głęboko pod powierzchnią ziemi.
Teoria ta zakłada więc, że w przypadku ropy naftowej żadne substancje organiczne mogły nie mieć nic wspólnego z powstawaniem złoża. Badania opierały się na umieszczeniu najprostszego gazu ziemnego, czyli metanu, w prasie diamentowej pod naciskiem 20 atmosfer. Metan następnie rozgrzano przy pomocy lasera do temperatury 1 300 stopni Celsjusza. Eksperyment zakończył się spektakularnym sukcesem, metan przekształcił się bowiem w mieszankę węglowodorów przypominającą swoim składem pochodną ropy – gaz ziemny. Co ciekawe nie oznacza to jednak, że źródła na które jako ludzkość trafiamy poprzez poszukiwanie złóż surowców mineralnych to ropa powstała w sposób nieorganiczny. Przeciwnie, geologia kopalniana zakłada, że korzystamy prawdopodobnie wyłącznie z złóż powstałych w oparciu o teorię organiczną powstawania ropy.
O czym mówi teoria organiczna pochodzenia ropy?
Geologia górnicza posługuje się przede wszystkim teorią jakoby ropa powstała w sposób bardzo zbliżony do tego jak narodziły się inne znane nam kopaliny. Badania nad tym założeniem tłumaczą, że powstawanie ropy związane miałoby być z procesami zachodzącymi w substancjach organicznych.
W takim wypadku aby ropa miała szansę powstać, najpierw musiałoby dojść do ogromnego nagromadzenia substancji organicznych, czyli wyjątkowo dużej warstwy materii powstałej z rozkładających się szczątków roślin, zwierząt i innych organizmów żywych. Może się to dziać na przykład w głębokich zbiornikach wodnych wskutek zbyt dużego nagromadzenia organizmów żywych i niedostatecznej ilości tlenu. Kiedy obumarła materia zaczyna się rozkładać, prowadzi to do procesu zwanego diagenezą, czyli przemiany luźnych związków organicznych w skałę.
Geologia kopalin tłumaczy, że dzieje się tak między innymi w wyniku działania dwóch czynników. Po pierwsze, bakterie beztlenowe rozkładające materię wytwarzać zaczynają zaczynają gazy, z których powstanie później ropa. Po drugie, całość procesu odbywa się w warstwie ziemi odciętej od reszty środowiska, na przykład poprzez nagromadzenie wystarczająco dużej warstwy osadu takiego jak muł. Przez tysiąclecia osady gromadzą się i stają coraz cięższe, tworząc olbrzymie ciśnienie, które wtłacza gazy w głąb powłoki ziemskiej. Im głębiej znajduje się materia, tym bardziej nagrzewa się od ciepła bijącego od jądra naszej planety – badania złożowe dowodzą, że w ropę ma szansę zamienić się po osiągnięciu temperatury 60 stopni Celsjusza.
Na czym polega poszukiwanie złóż ropy naftowej?
Powyższe teorie starają się wyjaśnić jak powstaje ropa wypełniająca złoża. Poszukiwanie owych złóż to kolejne zagadnienie. Obecnie takie poszukiwania prowadzi się przede wszystkim na podstawie tak zwanej sejsmiki refleksyjnej. Jest to metoda pomiarowa umożliwiająca geologiczne badania złożowe poprzez uzyskanie obrazu struktur geograficznych w sprawdzanym obszarze. Metoda ta opiera się na wysyłaniu w głąb ziemi fali akustycznej, zwanej także falą sejsmiczną. Fala taka odbija się od granic warstw geologicznych, a odbicia te podlegają rejestracji i analizie.
Rozpoznawanie złóż polega na znalezieniu takiego miejsca w ziemi, gdzie skały wypełnione cennymi węglowodorami pokryte są ze wszystkich stron tak zwanymi skałami uszczelniającymi zamykającymi surowiec w pułapce – to właśnie są złoża. Klasyfikacja odbywa się w oparciu o kolejne metody. Najpopularniejsze z nich to:
- magnetometria,
- geoelektryka,
- georadar,
- grawimetria,
- sejsmika.
Mają one za zadanie ustalenie, czy w danym miejscu rzeczywiście znajduje się ropa. Następnie oceniana jest wielkość złoża, a także to w jakim stopniu ropa jest dostępna biorąc pod uwagę technologię, jaką dysponujemy. Ocenia się także jakość i wartość surowca aby przekonać się, czy jego wydobycie będzie opłacalne. Jeśli wszystkie badania kończą się pomyślnie, dopiero wtedy planowana, a następnie budowana jest cała infrastruktura wydobywcza.
