Происхождение нефти

Однако первым, кто высказал идею о неорганическом (магматическом) рождении нефти, был немецкий физик и математик А. Гумбольдт. Основываясь на высачивании нефти из магматических пород, которое он наблюдал в Венесуэле, на ощущении Гей-Люссаком запаха смолы при извержении Везувия в 1805 г. и на связи между лавовыми и грязевыми вулканами, А. Гумбольдт в 1805 г. сделал заключение: «…мы не можем сомневаться в том, что нефть представляет продукт перегонки на громадных глубинах и происходит из примитивных горных пород, под которыми покоится энергия всех вулканических явлений». Таким образом, была сформулирована неорганическая гипотеза происхождения нефти.

В 1866 г. французский химик М. Бертло, искусственно получив всю гамму нефтяных углеводородов, высказал мысль о том, что нефть образуется в глубинных зонах земной коры из минеральных веществ. С того момента неорганическая гипотеза происхождения нефти набирает силу, а химики начинают участвовать в разработке этой проблемы не менее активно, чем геологи. В 1877–1878 гг. проводит свои знаменитые опыты французский химик С. Клоэц. Воздействуя соляной или серной кислотой на зеркальный чугун, содержащий 4 % углерода, он получил водород и значительное количество углеводородов с запахом, напоминающим нефть, а удалив из сырой смеси олефины, путем фракционирования выделил углеводороды метанового ряда: С₁₀Н₂₂ и другие до C₁₆H₃₄.

В 60-е годы XX в. современным методом газовой хроматографии был изучен состав углеводородной фракции, полученной при действии соляной кислоты на карбид железа. Оказалось, что эта смесь углеводородов состоит из тысячи различных полимеров, тогда как природные нефти характеризуются резкой, «аномалийной» обогащенностью отдельными углеводородами. Другими словами, искусственные углеводороды не имели ничего общего с естественными. Но это стало известно уже в наши дни, а тогда опыты С. Клоэца имели огромное значение для распространения неорганических воззрений.

Французский химик X. Буассон примерно в то же время, действуя водяными парами на железо при белом калении, также получил жидкое, похожее на нефть вещество.

Достижения химии существенно подкрепили идею неорганического синтеза нефти, привели к появлению более совершенной и научно обоснованной концепции неорганического происхождения нефти, известной под названием карбидной гипотезы. Автором ее был выдающийся русский химик Д. И. Менделеев.

По представлению Д. И. Менделеева, «внутренность» нашей планеты должна состоять из расплавленных металлов, в основном железа, с добавлением углерода. Строение Земли рисовалось ему следующим образом: расплавленное ядро, состоящее преимущественно из карбида железа (барисфера), покрывалось сравнительно тонкой и твердой корой (литосфера). По трещинам, которые возникают в литосфере при горообразовании, в глубь Земли проникают воды. Воздействуя на карбиды металлов, и прежде всего железа, вода образует окислы металлов и углеводороды. Процесс идет согласно реакции Энглера

2FeC + 3Н₂О = Fe₂O₃ + С₂Н₆ ↑ этилен

Газообразные углеводороды по трещинам же поднимались в верхние части коры, где и скапливались в пористых пластах. По мнению Д. И. Менделеева, этот процесс происходил не только в прошлые геологические периоды, но может происходить и в наши дни. Поэтому запасы нефти могут пополняться и возобновляться в случае их истощения.

Для подтверждения своих идей Д. И. Менделеев привлекал и геологические данные. В частности, от Г. В. Абиха он знал, что часто месторождения нефти и газа бывают приурочены к сбросам — особого рода трещинам земной коры. В этом Д. И. Менделеев видел важное доказательство своей правоты.

Однако в конце прошлого века в Париже были опубликованы данные опытов X. Муассона, из которых следовало, что карбиды большинства металлов, реагируя с водой, дают ацителен либо смесь последнего с метаном. А реакция перегретого водяного пара, в который неминуемо превратилась бы вода, попав внутрь Земли, с чугуном дает свободный водород и лишь немного непредельных углеводородов. Следовательно, для образования сложных углеводородных цепей, составляющих нефть, по карбидной гипотезе Д. И. Менделеева необходимо допустить возможность в недрах Земли явлений гидрогенизации и полимеризации простейших углеводородов. Для этого было необходимо найти какой-то катализатор. Начались поиски таинственного катализатора, который ускорял бы реакцию полимеризации углеводородов. Предлагались различные катализаторы: никель, окислы металлов, высокие давление и температура.

Между тем профессор П. Вальден обнаружил, что все нефти, полученные неорганическим путем, оптически неактивны. Все же природные нефти оптически активны, т. е. они способны вращать плоскость поляризации светового луча. На основании этого факта была поставлена под сомнение не только карбидная гипотеза Д. И. Менделеева, но и все другие неорганические концепции.