Происхождение. Как Земля создала нас

Пронизанные солнцем поверхностные воды земных океанов сегодня кишат микроскопическими живыми организмами, которые принято называть общим термином «планктон». Основу океанских экосистем составляет обычно фитопланктон – диатомеи, кокколиты и динофлагелляты. Эти одноклеточные фотосинтезирующие организмы растут на солнечной энергии, при помощи которой они улавливают углекислый газ и образуют из него сахара и другие необходимые им органические молекулы, а в качестве побочного продукта, как и растения, выделяют кислород. Амазонские джунгли часто называют легкими планеты, но на самом деле большую часть кислорода, которым мы дышим, производят мириады фитопланктона, дрейфующего в морях. И когда для его роста складываются подходящие условия, в воде накапливаются поразительно плотные популяции этих одноклеточных: молочно-бирюзовые облака кокколитов в воде видны даже из космоса.

В царстве планктона достаточно и зоопланктона – микроскопических травоядных и хищников вроде фораминифер и радиолярий. Эти микроорганизмы способны пропускать крошечные щупальца в поры своих изящных раковин, чтобы ловить и пожирать менее удачливый планктон. И фитопланктон, и зоопланктон, в свою очередь, становятся добычей рыб, которых едят более крупные рыбы, а также отфильтровываются из морской воды китами, которые заглатывают их в огромных количествах, – а следовательно, планктон служит основой всей океанской пищевой сети. Если планктон не попадается хищникам и умирает естественной смертью, его перерабатывают гнилостные бактерии, которые перерабатывают углерод и другие питательные элементы и возвращают их в экосистему. Планктонная экосистема, состоящая из производителей, хищников, падальщиков и биоредукторов, не менее сложна, чем Серенгети с ее травой, газелями, гепардами и стервятниками, просто все это разыгрывается в микроминиатюре в сверкающих поверхностных водах земных океанов.

Когда планктон умирает, он опускается через толщу воды все глубже и глубже, где все темнее и темнее, а вместе с ним медленно тонут частички минералов, которые принес в океан ветер или смыли реки с континентов. Эти плавное и непрерывное осаждение разлагающегося органического и неорганического мусора называется морским снегом. Даже самые глубокие океанские пучины сегодня получают достаточно кислорода благодаря глобальной циркуляции морской воды, поэтому органика в основном поглощается бактериями, а углерод возвращается в атмосферу.

Все это происходит сегодня почти на всей площади океанов. Но чтобы собрать на морском дне органический мусор, которому предстоит превратиться в нефть, нужна высокая производительность планктона в поверхностных слоях воды в сочетании с низким уровнем кислорода у дна: тогда бактерии не смогут вторично перерабатывать углерод и он накопится на дне в составе черного, богатого органическими соединениями ила (как мы уже знаем, аналогичные условия нужны и для формирования угольных пластов). Эта насыщенная углеводом грязь затем оказывается погребена под дальнейшими отложениями, прессуется и отвердевает в черный глинистый сланец. Это и есть исходный материал для неочищенной нефти и природного газа по всей планете. Сланец погружается все глубже и глубже и подогревается внутренним жаром планеты, пока не попадает в так называемую «главную зону нефтеобразования» – окно температур примерно в 50–100 °C. Сложные органические соединения из останков мертвых морских организмов на этом медленном огне расщепляются и превращаются в длинные цепочки углеводородных молекул нефти. Если сланцевые глины подвергаются воздействию более высоких температур, примерно до 250 °C, глубинная химия разрушает и эти длинные цепочки и превращает их в маленькие углеродосодержащие молекулы, в основном метан, но иногда и этан, пропан и бутан, то есть в природный газ. Как правило, главная зона нефтеобразования бывает на глубине от 2 до 6 километров, и сланцевой глине нужно более 10 миллионов лет на то, чтобы оказаться погребенной на такой глубине под непрерывными осаждениями.

Колоссальное давление на такой глубине выжимает жидкую нефть из исходной породы, и она просачивается наверх сквозь слой осаждений. Если ей не встретится ничего, что помешает вертикальному перемещению и удержит ее под землей, нефть просто просочится сквозь морское дно. Отличной коллекторской породой для нефти служит песчаник: поры между его частичками впитывают нефть, словно геологическая губка, а если поверх него лежит слой, скажем, тонкозернистой иловато-глинистой породы или непроницаемого известняка, запечатывающий нефтеносный слой, нефть и газ хранятся под ним и только и ждут, когда мы пробурим скважину и добудем их[629].

Как мы уже видели, этот процесс в наших океанах больше не идет. Какие же уникальные условия сложились в древнем океане Тетис 100 миллионов лет назад? Почему на его дне скопилось столько мертвого планктона, превратившегося затем в нефть?