Pétrole du centre de la terre

1987/04/01 Gold, Tom Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Kimika
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La plupart considèrent que le pétrole et le gaz naturel, presque entièrement méthane, proviennent de substances biologiques. La théorie affirme que les restes de plantes et d'animaux ont été enterrés et ont subi de grandes pressions et des températures, devenant hydrocarbures. Quand, il y a 100 ans, cette théorie fut publiée pour la première fois, elle semblait la seule possible si l'on voulait exprimer l'origine de ces liquides étranges qui apparaissaient en surface et en profondeur. Pour les chimistes de l'époque, il était impossible de penser que des hydrocarbures comme le pétrole pouvaient être générés sans l'aide de la biologie. Tous étaient des composés organiques.

Il y avait aussi un autre facteur qui aidait cette théorie : les scientifiques d'alors croyaient que la Terre avait été une balle fondue et qu'elle s'est solidifiée en se refroidissant. Cette situation ne pouvait être dépassée par aucun hydrocarbure et les possibilités que l'hydrocarbure provient de masse fondue ou d'autres produits réfrigérés étaient rares. De ce point de vue, il était tout à fait licite de penser que l'origine du pétrole se trouvait dans les déchets organiques.

Cependant, ils n'étaient pas d'accord, y compris le chimiste russe bien connu Dimitri Mendeleiev. Il a écrit un traité sur l'origine du pétrole, dans lequel il revendiquait que l'origine du pétrole était au fond de la terre. Il a donné de nombreux raisonnements en faveur de sa vision et beaucoup d'entre eux restent légitimes.

Les doutes sur l'origine biologique ne se sont pas conclus ainsi. Beaucoup de scientifiques, surtout en Union soviétique, ont cherché et assemblé des preuves d'origine non biologique. Cependant, la théorie de l'origine biologique reste ferme, maximum quand des tests chimiques sont accumulés en leur faveur. Le pétrole a des molécules complexes, qui sont des marqueurs biologiques spécifiques; fossiles chimiques.

En outre, certaines fractions du pétrole sont capables de tourner l'activité optique, c'est-à-dire le plan de polarisation de la lumière. Les molécules à activité optique détournent la lumière polarisée vers la gauche ou vers la droite. Dans une substance donnée, certaines molécules détourneront la lumière polarisée vers la droite et d'autres vers la gauche.

Normalement, lorsque de grandes quantités de molécules sont réunies, la déviation à gauche est la même que celle à droite et en prenant l'effet dans son intégralité il n'y a pas de déviation. Les êtres vivants, quand ils synthétisent une substance organique, synthétisent un type unique de molécules qui détournent la lumière polarisée vers la droite ou seulement celle qui la détourne vers la gauche. Par conséquent, en présence d'un seul type de substances d'origine biologique, la déviation de la lumière polarisée se produira. L'activité optique est donc un indicateur d'origine biologique.

Ces deux arrêts semblaient que le problème avait été nettoyé pour toujours ; l'origine biologique du pétrole et du méthane, ainsi que celle d'autres hydrocarbures, était prouvée.

Cependant, le problème persistait. La répartition géographique du pétrole n’est pas très claire. D'autre part, les gisements de pétrole et de gaz naturel trouvés ont dépassé à cent reprises les prévisions. Les estimations précédentes ont tenu compte de l'origine biologique.

La conviction que les hydrocarbures ne pouvaient pas être synthétisés sans biologie a continué intact jusqu'à ce que les astronomes aient découvert que les hydrocarbures étaient les composés de carbone les plus courants du système solaire. Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune ont dans l'atmosphère d'énormes quantités de méthane et d'autres hydrocarbures. Titan, le satellite de Saturne, a de forts nuages de méthane et d'éthane dans l'atmosphère. Les comètes et astéroïdes présentent certains types d'hydrocarbures. Il est difficile que la biologie ait produit ce matériel.

L'idée que la Terre a été formée comme une balle de roche liquide a été abandonnée il y a longtemps. Nous savons maintenant que la Terre est due à l'accumulation de solides. Une fusion partielle a formé une couche de roche légère grégée du manteau solide qui constitue la couche extérieure de la terre. On peut donc penser que de ce manteau sont apparus des fluides volatils.

Ainsi naquirent l'eau des océans et l'azote atmosphérique. L'élément carbone est abondant sur la surface terrestre et dans les sédiments (oxydé sous forme de carbonate et non oxydé sous forme de charbon). Cependant, le carbone est une composante minoritaire de la roche de base, dont l'érosion produit des sédiments.

Par conséquent, le carbone a dû monter à partir de niveaux profonds sous forme de fluide pour être si abondante dans la couche externe. En outre, il semble avoir affleuré tout au long du temps géologique, comme l'indique sa plus grande abondance dans les sédiments les plus récents. Les composants les plus importants de ces fluides sont le dioxyde de carbone et le méthane. Avec l'atmosphère très oxydante, tout le carbone a fini son chemin sous forme de dioxyde de carbone.

Les météorites sont témoins des temps où les corps planétaires ont été formés. Sa composition peut fournir des informations sur la composition des corps de l'époque. De tous les types de météorites un seul peut être en mesure d'apporter du carbone en grandes quantités à la Terre, la condrite carboneuse. Les condrites carbonées, enterrées dans la profondeur de la Terre à des pressions et des températures élevées, ont donné naissance à des hydrocarbures liquides (prédominant le méthane).

Il est également possible de générer de petites quantités de dioxyde de carbone. En principe, ce carbone, cependant, serait sous la forme d'hydrocarbures presque solides qui forment des contritas carbonées. La croyance que l'origine des hydrocarbures sur Terre était due à la biologie n'a donc pas une base solide.

Les éruptions ont affleuré diamants de grandes profondeurs. Le diamant est une forme de carbone pur qui nécessite des pressions à 150 km de profondeur pour se former. Il est donc évident que le carbone non oxydé est abondant dans la partie inférieure. En ce sens, il est légitime de penser que le diamant est accompagné d'autres formes réduites de carbone comme le méthane. Le méthane a été détecté dans les pores entre les diamants.

Les géologues ont longtemps considéré que les températures et les pressions élevées situées au fond dissocieraient le méthane et d'autres hydrocarbures. Les études menées actuellement s'opposent à cette idée, comme les nouveaux calculs de la thermodynamique, car ces énormes pressions stabiliseront les molécules. Ils espèrent que dans ces conditions et pressions il existe un type de molécules qui font partie du pétrole. Malheureusement, cela ne peut pas être démontré au laboratoire; dans les laboratoires, ce type de conditions de pression et de dureté n'a pas été atteint.

Pensez que la cuisson de la condrite carbonique fournit du carbone et de l'hydrogène, ce qui fait que les méthanes se déplacent vers le haut avec les molécules plus lourdes. Si dans la montée le magma coule par où il y a du liquide, alors l'oxygène qui est dans le magma oxydera ces fluides et atteindra à la surface l'eau et le dioxyde de carbone. Mais si les fluides montent par des trous, des fentes et des fissures entre les rochers, l'oxygène à la surface des rochers s'épuisera rapidement et le méthane et le pétrole arriveront à la fin du chemin inchangé. Le pétrole et le gaz seront accumulés dans les pores de sédiments sommiers.

Pollution biologique

Les fossiles moléculaires présents dans le pétrole et d'autres molécules biologiques indiquent seulement la pollution par le matériel biologique. La source de pollution se trouve dans les bactéries qui se nourrissent du pétrole. Les produits chimiques ont trouvé dans presque tous les pétroles un type de composé appelé hopanoïde. Ce type de composés est généré dans la paroi cellulaire des bactéries. De plus, le pétrole le prend quand l'autre polluant migre à travers la matière organique présente dans les sédiments. Probablement, si les gens avaient connu ces choses avant, la théorie de l'origine biologique du pétrole ne l'aurait pas accepté fermement.

Certains chimistes ont continué à soulever leurs doutes; le pétrole était saturé d'hydrogène dans le matériel biologique enterré et on pouvait s'attendre à la pénurie d'hydrogène. Pour eux, le pétrole, une substance biologique biologiquement contaminée, était plus qu'une source biologique.

Cependant, le plus grand problème que présentent les théories d'origine biologique est la présence d'hélium. De nombreuses régions de la Terre, riches en pétrole et en gaz naturel, présentent à leur tour de nombreux hélios. La source de l'hélium utilisé commercialement est le gaz naturel. L'hélium n'est pas associé au méthane sur Terre. Cette relation n'est pas possible si l'origine du méthane est considérée comme des déchets biologiques enterrés. La biologie n'a pas pu intervenir dans la concentration d'hélium, car l'hélium est un gaz inerte.

D'autre part, la vision de la distribution globale des hydrocarbures est une question de théorie d'origine biologique. Pourquoi le Moyen-Orient a-t-il tant d’hydrocarbures? Les montagnes du sud-est turc, la vallée du Tigre, les monts pliés de Perse, le golfe Persique et les plaines launas d'Arabie Saoudite ont peu à voir entre elles, en marge de l'existence de puits bien équipés de pétrole et de gaz. Personne n'a rien trouvé associant ces régions. Les zones pétrolières sont de différentes époques géologiques, tandis que les roches qui soutiennent les dépôts sont différentes. Les tentatives de trouver des sédiments dans les déchets biologiques ont été corrompus et il n'y a pas d'accord sur tant de sources de gaz et de pétrole.

En outre, les gisements d'hydrocarbures présentent une accumulation verticale. Les gisements de pétrole ou de gaz à basse profondeur ont souvent d'autres plus profonds et jamais sous la roche de base.

Si l'on considère que les matériaux enterrés profondément dans le sol sont la base des puits, ils seront distribués différemment et n'ont pas de relation simple avec l'état de la surface terrestre. La quantité de gaz ou de pétrole stocké dans un territoire dépend de facteurs comme l'importance de l'approvisionnement provenant de niveaux inférieurs et l'ampleur d'autres phénomènes tectoniques comme la faille qui peut aider à la migration ascendante. Au Moyen-Orient, la fourniture semble fructueuse, suffisante pour remplir tous les trous. Par conséquent, nous pouvons nous attendre à ce que les puits aient une accumulation verticale.

Nous pouvons également comprendre d'autres phénomènes qui se produisent avec le pétrole et le gaz. L'hélium est principalement dû à la radioactivité des pierres. Le gaz prendrait et transporterait dans son voyage ascendant. L'association hélium et méthane indique que le méthane a parcouru une longue distance, probablement en raison de la grande profondeur. On peut penser de la même manière que le mercure et d'autres oligo-éléments. Le kérogène, considéré par certains comme d'origine végétale, pouvait être dû à la précipitation des gaz et des hydrocarbures en plein essor. Malgré toutes ces raisons que nous trouvons, l'idée que les hydrocarbures de la Terre ont une origine biologique est difficile à écarter.

Pour démontrer la théorie de l'origine non biologique, il est nécessaire de trouver de grands gisements d'hydrocarbures dans des endroits où la biologie n'a pas pu intervenir dans la formation de ces gisements. L'ancienne couche de granit scandinave semble la plus appropriée pour cela. À la couche inférieure, si l'hydrocarbure était à son terme, cela signifierait que le granit suédois serait sur une zone riche en hydrocarbures. Cela indiquerait comment les gisements riches ont été formés en Norvège. Nous savons, en outre, que dans de nombreuses fissures du granit suédois il y a des gisements de géminé (provenant des hydrocarbures qui portaient dans la partie inférieure). Si dans le granit suédois il y avait une zone de porosité on pourrait espérer disposer de gaz et de pétrole.

Avec ces idées, je me suis mis en contact avec le Bureau suédois de l'énergie. Un groupe local, dirigé par Tord Lindbo, avait les mêmes intentions. Parmi les zones où il peut y avoir pierre poreuse, l'anneau de Siljan de la centrale suédoise, le plus approprié, le plus grand cratère d'impact produit par les météorites en Europe, semblait. Dès le début des enquêtes, beaucoup de preuves ont été trouvées dans la structure en faveur de ce qu'on appelait gaz et pétrole. Les Baserritarras de la région savaient depuis longtemps que les puits d'eau produisaient des gaz combustibles. En outre, les chercheurs ont trouvé de nombreuses déversements de pétrole dans les petites fosses de sédimentation du cratère.

Après trois années de recherche, tous les phénomènes qui se produisent dans les fuites de gaz des zones riches en pétrole et en gaz sur Terre, sont donnés, comme cela a été évident, dans ce domaine suédois. Les chercheurs ont trouvé des carbonates spéciaux formés par l'oxydation du méthane en goutte à goutte et certains métaux trace qui aident les déversements. Le groupe a percé jusqu'à cinq cents mètres dans sept trous où il a trouvé du carbone dérivé du méthane, de l'hydrogène, du méthane, de l'éthylène et du propane.

Plus de données sont obtenues lorsque l'accélération locale de la gravité est mesurée. Si les pierres souterraines sont compactes, l'accélération de la gravité sera plus grande que si non. Dans ce cas, des valeurs très faibles ont été mesurées par rapport à celles mesurées dans d'autres cratères d'impact. Selon les géologues, cela est dû à la porosité de la pierre.

L'espace occupé par les pores est très grand, comme l'indiquent les mesures de gravité. Si ceux-ci sont remplis de gaz, cette zone sera l'une des zones de gaz les plus importantes au monde. Cependant, il peut y avoir des pots d'eau, bien qu'étant donné qu'il y a beaucoup de signes de pétrole et de gaz qui apparaissent dans le reste, c'est totalement incertain. Bien que seulement une petite partie des pores sont remplis d'hydrocarbures, la zone peut être commercialement utile.

L'été dernier, le Bureau énergétique suédois a lancé un nouveau programme de forage. On prévoit d'atteindre entre 4.500 et 6.000 mètres de profondeur. Ce programme suédois peut éclaircir beaucoup de choses sur l'origine des hydrocarbures. Si les chercheurs suédois trouvent suffisamment d'hydrocarbure dans cette profondeur de granit, la source biologique ne semble pas possible. Si de grandes quantités de gaz pouvaient être exploitées commercialement, cela signifierait que la couche inférieure est encore gazeuse. En outre, dans d'autres endroits où il n'est pas suspecté peut arriver la même chose. Par conséquent, on peut connaître plus de gisements d'hydrocarbures et les réserves connues de ces ressources croîtront.

Par conséquent, le programme de forage de l'anneau de Siljan est important et pas seulement comme essai scientifique. Il peut également être d'une grande importance pour l'approvisionnement énergétique mondial.