martes, 24 de abril de 2012

El origen del metano (y aceite) en la corteza de la Tierra

El origen del metano (y aceite) en la corteza de la Tierra
Thomas Gold
USGS Professional Paper 1570, El Futuro de los gases de Energía, 1993


Resumen

Los depósitos de hidrocarburos en la corteza de la Tierra han sido considerada por muchos investigadores como derivados de los materiales incorporados en el manto en el momento de formación de la Tierra. Salida de gases, los procesos activos en todas las épocas geológicas, luego se transportan los líquidos y los gases liberados allí en las rocas porosas de la corteza. El punto de vista alternativo, que los desechos biológico fue el material de partida para todos los hidrocarburos corteza, ganado amplia aceptación cuando las moléculas de origen biológico claramente se encontró que estar presente en la mayoría de los aceites crudos comerciales.

Modernas de la información re-dirige la atención a las teorías de un no-biológica, el origen primitivo. Entre esta información es la importancia de los hidrocarburos-gases, líquidos y sólidos en muchos otros cuerpos del sistema solar, así como en el espacio interestelar. Los avances en la alta presión termodinámica han demostrado que el régimen de presión-temperatura de la Tierra sería permitir que las moléculas de hidrocarburo que se forme y para sobrevivir entre la superficie y una profundidad de 100 a 300 km. Desgasificación de tal profundidad que aparezca otros gases presentes en pequeñas cantidades en las rocas, lo que explica la asociación conocida de hidrocarburos con helio. Los recientes descubrimientos de la amplia presencia de vida bacteriana en el punto de la profundidad a este como el origen del contenido biológico del petróleo. El presupuesto de carbono de la corteza requiere un proceso de desgasificación de haber estado activo durante todo el registro geológico, y información de planetas y meteoritos, así como a partir de muestras del manto, sugeriría que el metano en lugar de CO 2 podría ser el souce principal de carbono superficie. Fraccionamiento isotópico de metano en su migración a través de las rocas se indica mediante numerosas observaciones, proporcionando una alternativa a los procesos biológicos que han sido considerados responsables de dicho fraccionamiento. La información de pozos profundos en las rocas graníticas y volcánicas de Suecia ha dado apoyo a la teoría de la migración de gas y petróleo de profundidad, con la aparición de fraccionamiento isotópico en la migración, a una asociación con helio, y la presencia de la microbiología por debajo de 4 km de profundidad.

Introducción

El gas metano, CH 4 , el principal componente del gas natural, no contiene pruebas suficientes en sí mismo, de la que deducir su origen en la Tierra. Existe alguna evidencia de su composición isotópica, pero las interpretaciones de que no son únicos. Información, sin embargo, existe en el modo de ocurrencia de depósitos de gas natural, en las relaciones geográficas y geológicas, en productos químicos asociados, y, sobre todo, en la frecuente asociación con otros hidrocarburos, específicamente crudo de petróleo y carbón bituminoso. Aunque hay numerosos casos de gas natural sin los hidrocarburos más pesados, la asociación es en general tan claro que no se puede contemplar un origen para los depósitos de gas natural independientes de los derivados del petróleo. Por lo tanto, deberá considerar en primer lugar el origen de todo el conjunto de los hidrocarburos, incluyendo gas natural, y luego discutir aspectos que son específicos de metano.

El debate sobre el origen del petróleo

Es notable que a pesar de su amplia distribución, su gran importancia económica, y la inmensa cantidad de investigaciones muy bien dedicado a ella, hay quizá todavía quedan más dudas sobre el origen del petróleo que el de cualquier otra sustancia que ocurren comúnmente natural. (HDHedberg, 1964)
En realidad, no puede enfatizarse lo suficiente que el petróleo no presenta la imagen composición esperada de productos modificados biogénicos, y todos los argumentos de los componentes de los aceites antiguos encaja igual de bien, o mejor, con la concepción de una mezcla de hidrocarburos primordial para que la bio- productos han sido añadidos. (Sir Robert Robinson, presidente de la Royal Society, 1963)
El hecho de capital para tener en cuenta es que el petróleo nació en las profundidades de la Tierra, y es sólo allí donde debemos buscar su origen. (D. Mendeleiev, 1877)

El origen del petróleo ha sido un tema de muchos debates intensos y calentada, desde este líquido negro fue descubierto por primera vez a estar presentes en grandes cantidades en los espacios de los poros de las rocas muchos. Es algo traído desde el espacio, cuando se formó la Tierra? ¿O es un líquido concentrado a partir de enormes cantidades de restos vegetales y animales que pueden haber sido enterrados en los sedimentos de más de cientos de millones de años?

Los argumentos han sido propuestas para cada punto de vista, y aunque están en conflicto entre sí, cada línea de argumentación suena extrañamente convincente. A favor del origen biogénico del petróleo, los siguientes cuatro observaciones han sido avanzadas:

(1) petróleo contiene grupos de moléculas que están claramente identificados como los productos de descomposición del complejo, pero las moléculas orgánicas comunes, que ocurren en las plantas, y que no podría haber sido construido en un proceso no biológico.

(2) Petróleo frecuencia muestra el fenómeno de la actividad óptica, es decir, una rotación del plano de polarización cuando la luz polarizada se hace pasar a través de ella. Esto implica que las moléculas que pueden tener ya sea un diestro o un zurdo de la simetría, no están representados por igual, sino que uno se prefiere la simetría. Esta es normalmente una característica de los materiales biológicos y ausentes en los fluidos de origen no biológico.

(3) Algunos petróleos muestran una clara preferencia por moléculas con un número impar de átomos de carbono en aquellos con un número par. Tal efecto par-impar puede ser entendido como el resultado de la descomposición de una clase de moléculas que son comunes en las sustancias biológicas, y puede ser difícil para dar cuenta de otras maneras.

(4) El petróleo se encuentra principalmente en los depósitos sedimentarios, y sólo en raras ocasiones en las rocas primarias de la corteza por debajo, incluso entre los sedimentos, que favorece a aquellos que son geológicamente jóvenes. En muchos casos, los sedimentos como parece ser rico en materiales carbonosos que fueron interpretadas como de origen biológico, y como material de partida para el depósito de petróleo.

En el otro lado del argumento, en favor de un origen a partir de materias profundamente enterrados incorporados en la Tierra cuando se formó, las siguientes observaciones han sido citados:

(1) petróleo y el metano se encuentran frecuentemente en los patrones geográficos de las líneas largas o arcos, que se relacionan más profundas a gran escala de las características estructurales de la corteza, que a menor escala, el mosaico de los depósitos sedimentarios.

(2) ricos en hidrocarburos zonas tienden a ser ricas en hidrocarburos en diferentes niveles, que corresponden a épocas geológicas muy diferentes, y se extiende hasta el basamento cristalino que subyace en el sedimento. Una invasión de un área por debajo de fluidos de hidrocarburos de más podría dar cuenta de esto que la probabilidad de deposición sucesiva.

(3) Algunos petróleos de niveles más profundos y más caliente carecen casi por completo la evidencia biológica. Actividad óptica y el efecto número impar-par de carbono son a veces totalmente ausente, y sería difícil suponer que tal destrucción total de las moléculas biológicas se había producido como sería necesario para dar cuenta de esto, sin embargo, dejando la sustancia base bastante similar a otros aceites crudos.

(4) El metano se encuentra en muchos lugares donde un origen biogénico es improbable o donde los depósitos biológicos parece insuficiente: en divisiones gran océano en la ausencia de sedimentos importantes, en las fisuras de las rocas ígneas y metamórficas, incluso a gran profundidad, en la volcánica activa las regiones, aun cuando no haya un mínimo de sedimentos, y hay grandes cantidades de hidratos de metano (de agua en metano combinaciones de hielo) en el permafrost y los depósitos del océano, donde es poco probable que una cantidad adecuada y la distribución de material biológico está presente.

(5) Los yacimientos de hidrocarburos de un área grande a menudo muestran características comunes química o isotópica, completamente independiente de la composición variada o de las edades geológicas de las formaciones en las que se encuentran. Tales firmas químicas puede verse en las proporciones de abundancia de algunos componentes menores tales como trazas de ciertos metales que se llevan en el petróleo, o una tendencia común puede verse en la proporción de isótopos de algunos elementos, o en la razón de abundancia de algunos de las diferentes moléculas que componen el petróleo. Así, un análisis químico de una muestra de petróleo a menudo podría permitir que el área general de su origen a ser identificado, a pesar de formaciones muy diferentes en esa área puede estar produciendo petróleo. Por ejemplo, un crudo desde cualquier parte del Medio Oriente se puede distinguir de un aceite originario de cualquier parte de América del Sur, o de los aceites de África Occidental, casi cualquiera de los aceites de California se pueden distinguir de la de otras regiones por el proporción de isótopos de carbono.

(6) La asociación regional de hidrocarburos con el gas inerte helio, y un mayor nivel de filtración natural de helio en las regiones de soporte del petróleo, no tiene una explicación en las teorías del origen biológico de peroleum.


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