ТЕОРИИ ОБРАЗОВАНИЕ НЕФТИ И ГАЗА

Теории происхождения нефти. Ломоносов. Гумбольт, Райхенбах Вирле

Немецкий путешественник и ученый А. Гумбольт, изучавший вулканы как западного, так и восточного полушарий, предположил, что нефть, выходы которой он наблюдал у северного побережья Венесуэлы (в заливе Кариако вблизи Кумани), представляет собой "продукт перегонки на громадных глубинах". Основанием для такого предположения послужила приуроченность этих проявлений к "слюдистому сланцу", а также запах нефти во время извержений Этны и Везувия.

 Однако, выдвигая это предположение, А. Гумбольт не отрицал возможности образования нефти из органических веществ растительного или животного происхождения или даже из каменных углей в соответствии с "идеей Гатчетта". Наблюдая сольфатарную, связанную с лавовым вулканизмом, и грязевулканическую деятельность, А. Гумбольт, несмотря на внешнее сходство этих двух типов проявлений, уловил между ними принципиальную разницу[1].

 Правильность этого предположения подтвердилась через 150 лет.

 А. Гумбольт одним из первых высказал мысль о том, что извержения вулканов является результатом не подземных пожаров и горения каких‑то веществ внутри Земли, а представляют результат "противодействия внутренности планеты ее внешней коре" [там же, с. 372] и неоднократно подчеркивал, что "нефтяные ключи, по‑видимому, совершенно независимы от настоящих огнедышащих гор, извергающих растопленные вещества".

 Почти одновременно с А. Гумбольтом, в 1811 году, а острове Тринидад проводил геологические исследования английский геолог Н. Нагинт. Обнаружив на острове много нефтепроявлений и асфальтовых озер и на пляжах огромное количество растительных остатков, приносимых рекой Ориноко с континента, Н. Нагинт высказал предположение о том, что "приносимые рекой растительные остатки захороняются в море и..., подвергаясь химическим изменениям благодаря теплу, возникающему при землетрясениях и вулканической деятельности, преобразуются в нефть".

 Интересно, что значительно позже, в 1860 году, растительные остатки на этом острове рассматривались Ж. П. Уоллом как источник "асфальта".

 В тридцатых годах XIX столетия известный немецкий исследователь Леопольд фон Бух, изучая верхнелейасовые битуминозные сланцы Швабии, обратил внимание на то, что они переполнены отпечатками раковин, и высказал предположение об образовании битумов из остатков организмов.

 Немецкий химик К. Райхенбах в 1834 году провел перегонку каменного угля с водой и получил 0,0003% масла, очень похожего на скипидар и на нефть Италии. На основании этого он предположил, что нефть "представляет собой скипидар доисторических пиний (итальянских сосен), находилась в углях в готовом виде и выделялась из них под действием теплоты Земли". Ископаемые же угли, по мнению К. Райхенбаха, не подвергались действию высокой температуры, так как в противном случае из них "улетучились" бы все масла.

 Ряд исследователей, использовав результаты экспериментов К. Райхенбаха, пришли к иным выводам. Так, французский ученый К. Фурие, наблюдая в Вогезах среди среднетриасовых и нижнеюрских известняков битуминозные разности и битумы в различных рудных жилах и термальных водах, выходы которых были приурочены к гранитам, пришел к заключению о возможности образования нефти из ископаемых углей и поступления ее с больших глубин.

 Другой французский исследователь П. Т. Вирле в 1834 году также на основании результатов экспериментов К. Райхенбаха пытался доказать вулканическое происхождение нефти. Рассчитав количество угля (17,4 млн. т), которое, исходя из данных К. Райхенбаха, необходимо для образования нефти, поступающей в источник на острове Занте со времен Геродота (2300 лет), П. Т. Вирле заключил, что такого количества угля не содержат все залежи Англии. (Теперь наличие 17,4 млн. т угля не представляется нереальным!) Он указал также, что в других географических пунктах, таких как Баку, на поверхность поступает намного больше нефти, и "для ее образования не хватило бы ископаемых углей всего земного шара". Вторая группа аргументов сводилась к перечислению случаев нахождения нефтепроявлений в районах современных вулканов и выходов магматических пород (Везувий, Этна, Оверни и др.). Наконец, третья группа аргументов основывалась на связи между нефтепроявлениями и грязевыми вулканами, которые П. Т. Вирле считал обычными вулканами.

 Несмотря на то что в русской геологической литературе большинство авторов разделяли взгляды М. В. Ломоносова на происхождение нефти из остатков растений или ископаемых углей, некоторые ученые ставили под сомнение эти представления. Так, А. Л. Ловецкий (1830 год), относивший "горное масло" к веществам органического происхождения, все же сомневался в возможности образования его из любого растительного вещества и под влиянием только "подземного огня". "Но всякий ли турф к тому способен или только тот, который образовался из растений смолистых? И притом, силою ли подземного огня он образуется? Или действием внутреннего брожения самого турфа?"

 Б. А. Калитиевский (1830 год) считал, что органическое вещество как растительного, так и животного происхождения дает "уголь и смолу".

 Известный французский физик Ж. Б. Био, установивший в 1815 году закон вращения плоскости поляризации света, в 1835 году определил, что таким свойством обладают нефть и нефтепродукты. К сожалению, это открытие было забыто, и только спустя более чем 70 лет, русский химик П. И. Вальден использовал эту информацию как доказательство органического происхождения нефти.

 Некоторые исследователи меняли свои взгляды на происхождение нефти. Так, Д. И. Соколов в учебнике, изданном в 1832 году, писал, что "в некоторых вулканах образуется оно ("горное масло".‑ М. К.) процессом медленной возгонки во время спокойного состояния их". Однако в учебнике, изданном в 1842 году, он уже высказал мысль о том, что "нефть и горная смола и горючий газ" образуются при "медленном разложении каменного угля внутренним жаром Земли".

 Американский геолог С. П. Хильдрет, наблюдавший нефть в угленосных и соленосных слоях, в 1836 году пришел к выводу об ее образовании в более древних слоях в результате разложения растительности.

 Немецкий палеонтолог К. Ж. Эренберг в 1839 году открыл в мезозойских и, возможно, третичных отложениях микроскопические остатки диатомовых водорослей, которые он назвал "источниками битумов и асфальта". В это же время немецкий геолог Ф. Квенштедт считал, что нефть образуется в результате разложения остатков животных.

 В 1839 году английский геолог Р. И. Мурчисон, обобщая материалы по силурийским отложениям Англии, пришел к выводу о том, что линзы "асфальта", встречающиеся в известняках этой системы, "образовались через выделение смолистых частиц из среды самого известняка при оплотнении его".

 Через пять лет после этого, в 1844 году, русский геолог А. Д. Озерский, изучая силурийские отложения Эстонии, отметил наличие линзочек и жилок "асфальта" в пластах песчанистого и сливного известняка. Учитывая горизонтальное залегание пород и отсутствие битумов в подстилающих известняках, он пришел к заключению, что образование этих включений нельзя объяснить "сгущением газоотделений недр земных и всего вероятнее приписать его выделению из органических тел, погребенных в этих песчанистых и верхних слоях известняка". Однако поскольку данные осадки вообще бедны остатками организмов, автор должен был предположить, что "может быть, тогда обитали мягкотелые животные, не оставившие никаких явственных следов своего существования".

 В 1842 году английский геолог И. У. Байнней обратил внимание на наличие нефти в торфяных болотах, которое он считал связанным с преобразованием торфа.

 В 1846 году С. В. Протт и несколько позже (в 1856 году) Д. Паран обнаружили в южной части Франции выходы асфальтов, расположенные вблизи обнажений магматических пород, на основании чего они высказали предположение об образовании асфальта в результате перегонки "горючего вещества", содержащегося в нижнемеловых и каменноугольных отложениях.

 Изучая пермские отложения Приуралья и наблюдая широкое распространение в них серы, битумов и меди, Р. И. Мурчисон (1847 год) пришел к выводу о том, что эти вещества "выделялись из минеральных родников во время вулканической деятельности в Уральских горах и пропитывали осадки"[2].

 Русский геолог Р. А. Пахт (1856 год) считал, что асфальт, содержащийся в виде включений в известняках пермского возраста, не мог образоваться из органического вещества животного происхождения, так как содержащееся в нем количество азота незначительно. Этот аргумент и позже являлся основным доводом противников образования нефти из органического вещества животного происхождения.

 Профессор Петербургского университета С. С. Куторга в своем учебнике, изданном в 1858 году, утверждал, что "масла и смолы, за исключением янтаря, представляют в полном смысле новые продукты разложения растений и, вероятно, также частью животных, произведенные действием высокой подземной температуры, или, как говорится, дистиллировкою".

 Пожалуй, самым интересным было предположение, высказанное в 1859 году американским ученым Д. С. Ньюбсрри. Изучая нефтеносные отложения северо‑востока США, он пришел к выводу о том, что нефть образуется из битуминозных пород, в свою очередь формировавшихся из осадков, обогащенных органическим веществом. При этом процесс нефтеобразования развивается при сравнительно низких температурах.

 Обобщая существовавшие в течение рассматриваемого этапа представления о происхождении нефти, следует отметить, что среди них преобладало представление об образовании нефти из растительных остатков.

 Однако высказывались и другие предположения о происхождении нефти: в результате преобразования мягких частей живых организмов, из битуминозных пород, при вулканических извержениях. Особо следует отметить впервые высказанное в 1859 году Д. С. Ньюберри предположение об образовании нефти из обогащенных органическим веществом пород при сравнительно низких температурах.

 Анализируя аргументацию, приводимую в доказательство правомерности перечисленных представлений, нетрудно заметить, что в основном она сводилась к информации о геологических условиях, в которых наблюдались нефтепроявления: встречая их вблизи пластов ископаемых углей, считали, что нефть образуется из углей, наблюдая нефтепроявления недалеко от лавовых вулканов, связывали нефтеобразование с вулканами, встречая включения битумов в слоях, изобилующих остатками и отпечатками организмов, считали источниками этих битумов мягкие части организмов.

 Использовались и другие критерии для установления происхождения нефти. Некоторые исследователи, обнаружив нефть вблизи морей, связывали ее происхождение с морем, другие же, наоборот, считали, что Нефть, стекая в море, придает морской воде "горечь".

 Наконец, третьи, обнаружив нефть у подножий гор, полагали, что нефть образуется в горах. Находились авторы, которые связывали генетически нефть и пирит, нередко встречающийся в битуминозных породах.

 Анализируя ретроспективно причины появления различных предположений об условиях происхождения нефти, нетрудно заметить, что, хотя большинство исследователей и признавало тезис о возможности ее миграции далеко от "места рождения", все же, как правило, решали этот вопрос в связи с условиями нахождения нефти, нередко принимая следствие за причину.