一个油田中有数十亿吨石油,远古地球上真的存在如此丰富的生物吗?
每天,人类从各种油田中开采石油,这些油田的石油储量通常很大,有些可以达到数亿吨。根据科学界的主流观点,石油是由古地球上的生物在高温高压的地下环境中留下的遗迹形成的,这让我们不禁要问,一个油田有上亿吨的石油,古地球上真的有那么多生物吗?接下来我们就来谈谈这个话题。我相信我们都听说过这样的观点:煤是由古代植物形成的,而石油是由古代动物形成的,所以我们很容易认为石油主要是由恐龙等大型动物形成。然而,根据普遍的科学观点,现代石油的主要贡献者不是古代地球上的大型动物,而是海洋中的微小浮游生物,它们的形成方式如下:当浮游生物在海洋中死亡时,它们会留下大量的残骸,其中一些会沉到海底。
在海底的缺氧和静水环境中,这些遗体与无机颗粒,如海底的沉积物融合,形成富含有机物的淤泥层。海底变得越来越深,被埋得越来越深。随着深度的增加,环境温度和压力上升,沉积层经历了一系列的生化、离子催化和热解过程,浓缩成一种叫做角质的蜡质物质,这可以被认为是石油和天然气的前体材料。如果进一步加热,它们会转化为液态和气态碳氢化合物,其中液态碳氢化合物是原油,通常被称为石油,而气态碳氢化合物则被称为天然气。当深度增加时,当环境温度达到约60至150°C时,奶酪的根部会大量变成石油和天然气。
在地下高压下,液态石油和气态气体一般向上移动,遇到低渗透率的岩层就会被困住。这些地区也被称为油田。由此产生的问题是:古代世界的海洋中真的有那么多浮游生物吗?事实上,我们只需要看看现代地球海洋中浮游生物的规模,就可以得到这个问题的明确答案。浮游生物是漂浮在水中的微小生物,包括浮游动物和浮游植物,虽然它的体积很小,但数量极多。根据发表在《自然》杂志上的一项研究,在任何时候,现代地球的海洋中至少有10亿吨活的浮游生物。
研究人员强调,这10亿吨相当于活的浮游生物的生物量,不包括死的浮游生物,而且由于海洋中的浮游生物通常是短命的,只持续几天到几周,将死的浮游生物包括在生物量中是一个错误。如果包括死亡的浮游生物,现代地球海洋中的浮游生物的总生物量在一年中估计为450亿吨。当然,并非所有的浮游生物最终都会形成石油。科学家估计,只有0.1%的浮游生物最终会形成石油,这是由于海洋环境、生物细胞、细菌分解、沉淀条件、温度范围等多种因素造成的。
这意味着,在目前的地球条件下,每年约有4500万吨的浮游生物有望在遥远的未来形成石油。石油。尽管我们不知道古代地球的具体情况,但有理由认为,在过去的大部分时间里,地球海洋中浮游生物的总生物量与现代地球相当,特别是在2.52亿年至6600万年前的中生代,那时海洋中的浮游生物只比现代地球多一点。事实上,科学家们也用各种测算方法来确定现代地球上的石油,结果显示,现代地球上大约70%的石油实际上是在这一时期形成的。让我们设想一下,平均每年有4500万吨浮游生物在未来形成石油,仅中生代就有超过1亿年的历史,我们甚至不用做数学题就知道这是一个惊人的数字,所以现代地球上一个油田有上亿吨的石油也就不足为奇了。
此外,人类使用石油作为能源将继续增加地球大气层中的温室气体,这反过来将引发全球变暖的趋势。因此,为了人类文明的持续发展,未来我们应该采用更清洁的能源,如太阳能、风能、水能和核能、地热能、潮汐能等。
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