古生物|生物变成石油真的需要100万年以上吗?为何现在石油还没有用完?


古生物|生物变成石油真的需要100万年以上吗?为何现在石油还没有用完?
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古生物|生物变成石油真的需要100万年以上吗?为何现在石油还没有用完?

在古代 , 南方的学子要进京赶考往往需要提前几个月就出发 , 但现在从上海到北京 , 坐飞机只要2个小时左右 。
这是工业时代带来的高效和便利 , 更确切地说这是石油等化石燃料驱动的结果 。
把石油比作“工业的血液”一点不为过 , 也正是这些黑色物质让我们在最近的100多年里 , 生活发生了翻天覆地的变化 。
然而 , 如果你知道一架客机从北京到上海单向飞行就需要数十吨的燃油 , 你可能会感到惊讶 , 我们的石油怎么还没有用完?
或许你读小学的时候 , 就已经听过世界的石油储量只够用50年了 , 但现在的你早已结婚生子 , 石油却依然可以使用50年 。
在讨论这个问题前 , 我们得先简单了解下石油究竟是如何形成的?
石油是如何形成的?
我小时候 , 在很长一段时间里都认为 , 我们的石油来自恐龙灭绝 , 是6500年前那次大灭绝的生物堆积形成了石油 。
事实上 , 我们现在使用的大部分化石燃料和恐龙(或恐龙时代)没有什么关系 , 因为有一些证据表明[1
, 我们现在使用的大部分化石燃料都在1-3亿年前就已经存在了 , 那时恐龙还在陆地上悠闲地漫游 。
当然 , 我之所以会认为恐龙灭绝和石油有关系 , 是因为石油的“古生物成油说”深入人心 。
图注:石油的形成过程
不过 , 这里还是要指出下 , 石油究竟是如何形成的 , 还有待新的证据 , 古生物堆积形成石油只是其中一种 , 只是它的被认可度最高而已 。
该理论认为 , 我们现在抽取的石油 , 主要来自海洋古生物 , 比如藻类和浮游生物等等 , 有很多证据都支持了这种古生物石油起源的理论 。
例如 , 一些石油分子类似于细菌细胞膜中的脂质分子 , 虽然大部分生物死亡后都会被细菌等分解者重新回收利用 , 但是脂质是其中最坚韧的、类似脂肪的分子 , 它基本不会被重新利用 , 所以它开始沉积并最终变成石油 。
图注:石油
进入21世纪后 , 有许多研究通过计算机模拟石油的形成 , 多少也能够证实古生物成油的理论 。
然而 , 关于石油形成的化学过程至今还是个谜 , 不过从那些模拟实验中可以窥得一些石油形成的过程 。
简单地说 , 在古生物死亡后 , 它们身体那些最不容易被“二次利用”的部分会逐渐被埋在地下 , 其中一些像脂质的物质会逐渐沉积 。
当这个沉积达到石油形成的深度时(这个深度被称为油窗 , 大约是2000到3800之间) , 这些有机材料在热量和压力作用下 , 随着时间推移转化为一种被称为干酪根的复杂混合物 。
图注:石油的化学过程是个谜
根据初始成分和地质条件的不同 , 干酪根可以生产煤(初始材料主要是木本植物)和碳氢化合物(初始材料主要是藻类和各种含脂植物) 。
而碳氢化合物通常是碳原子和氢原子的长链 , 较小的碳氢化合物分子(如甲烷、丙烷和丁烷)变成天然气 , 而较大的碳氢化合物(如己烷和辛烷)则构成石油 。
按照古生物成油的假说 , 石油基本就是这样形成的 。
图注:根据形成条件和物质不同 , 最终产生的化石燃料不同
其实现在我们发现的油田很像是一个“大电池” , 而每一份石油都像一个“小电池” , 而每个“小电池”的能量来自太阳(其它一些假说则认为这个能量来自地球内部) , 然后慢慢给“大电池”充电——沉积进油田 。
生物通过光合作用存储了能量 , 它们中的大部分会被自身的生命所利用 , 即便是死亡后身体所存储的大部分能量也会被其它生物利用 , 只有其中很小一部分 , 大约在1%左右有机会变成石油 。