Удивительные истории о веществах самых разных

Итак (1) нефть вряд ли когда‐нибудь кончится, (2) нефть, возможно, вообще станет не нужна в качестве топлива благодаря многочисленным альтернативам, и, главное, (3) сжигание нефти в топках и моторах танков – вещь попросту безумная. Если великий Менделеев говорил, что «топить можно и ассигнациями», мы можем напомнить читателю о том, что многие века человечество существовало благодаря «подсечно-огневому земледелию», погубившему не одну цивилизацию, от ацтекской до ассирийской, за счет разрушения и истощения окружающей среды. Сжигание нефти вместо ее использования в химическом синтезе не только неразумно, но и экологически неоправданно.

Нефть (как и газ – но о нем особый разговор) остается главным богатством России и основной статьей экспорта. Хорошо это или нет – разговор особый. Во всяком случае, на углеводородах можно зарабатывать еще много лет, но важно знать, сколько именно. Между тем существует и мнение, что ресурсы нефти безграничны, прежде всего потому, что углеводороды продолжают образовываться и сегодня.

Органическая теория происхождения нефти утверждает, что эта смесь углеводородов возникла в результате перегнивания древнего органического вещества, останков динозавриков и засохших хвощей, и в таком случае нефть, конечно же, должна когда‐нибудь закончиться. Но существует и неорганическая теория, впервые выдвинутая тем же Дмитрием Менделеевым.

На основании собственных экспериментов он установил, что при взаимодействии карбидов тяжелых металлов с водой образуются углеводороды с большим количеством атомов углерода в молекуле. Это можно пояснить таким примером. Простейший карбид металла – это карбид кальция, который обычно называют просто карбидом. Еще не так давно для ацетиленовой сварки применяли не ацетилен из баллонов, а ацетилен, получавшийся в специальных аппаратах при реакции карбида с водой. Мальчишки (и сами авторы, когда принадлежали к этой социально-возрастной группе) любили кидать куски грязновато-белого карбида в лужу и поджигать выделяющийся ацетилен.

Ацетилен (С₂Н₂) – один из простейших углеводородов, а при реакции с водой карбидов металлов тяжелее кальция могут образовываться и куда более сложные вещества. Дмитрий Менделеев считал, что через расщелины в земной коре к жидкому ядру Земли, состоящему в основном из железа, попадает вода и возникающие в результате углеводороды поднимаются к поверхности. Эта гипотеза вроде бы не нашла подтверждения в современных исследованиях, хотя целиком неорганическая теория происхождения нефти не отвергнута, а основывается на несколько ином механизме образования углеводородов нефти.

Сейчас геологи в состоянии исследовать глубины Земли вплоть до десятков километров, при давлениях в 20 – 30 тысяч атмосфер, и там обнаружен углерод, основа нефти и газа. Рассчитано даже, что весь подвижный углерод – углекислота в атмосфере, растворенный углерод в океанах, карбонатные минералы на поверхности (мел, известняк) – составляет не более 0,1 процента всего углерода на планете, а 99,9 процента находится в глубинах Земли в виде тех же карбонатов, доломитов и так далее. Из него‐то и образуются углеводороды.

В нескольких странах – США, Японии, у нас в Троицке – построены установки для моделирования процесса образования углеводородов из карбонатов и воды в присутствии двухвалентного железа. Если смешать карбонат кальция или магния с раствором соли железа и нагревать при высоком давлении, то, как убедительно показали российские исследования, образуются углеводороды. По крайней мере, метан. Этот газ из глубин Земли по каналам в породах поступает к поверхности, по ходу движения претерпевая различные реакции с образованием более тяжелых углеводородов. То есть нефти.

Этот и есть неорганический путь образования нефти. Геологи утверждают, что существуют месторождения нефти, которые были полностью исчерпаны, а потом нефть в них снова появилась. Возможно, это та самая нефть из глубин Земли, которая вряд ли когда‐нибудь закончится.

Нам представляется, что обе теории следует объединить следующим образом: при радиоактивном распаде в ядре Земли образуется водород, который и взаимодействует с углеродом с образованием нефтеподобных веществ, которые и поднимаются к поверхности. Во времена экономической блокады ЮАР, наложенной на нее из‐за апартеида, южноафриканская компания SASOL по этому методу производила синтетический бензин из каменного угля (пользуясь, вероятно, опытом гитлеровской Германии). В то же время в нефти имеются биомаркеры – соединения безусловно органического происхождения, с которыми встречается «неорганическая» нефть. Таким образом, органическая и неорганическая теории происхождения нефти «работают» одновременно.