前一陣子開聯合國的氣候峰會。瑞典的一個16歲的女孩桑伯格在這次大會上發表了演講。這個孩子口氣不小，把全世界的大國領導人都給數落了一遍。要他們打起精神，認真對待全球氣候變暖的問題。現在碳排放還是太高了。這孩子認為，這都是因為無節制的燃燒化石燃料造成的。所以她從瑞典來美國，就是坐的帆船。帆船完全采用風力，是零排放的環保交通工具。但是為了把這艘船開回去，兩個人必須坐飛機從歐洲飛過來。本來一張機票的事兒，現在要用兩張機票來解決，所以這個孩子也遭到不少人的議論。我們在知道，還有很多人對碳排放這種問題完全不在乎。美國總統川普就是其中之一。媒體還拍到了川普怒視桑伯格的畫面。其實這多少有點媒體炒作，看一眼也不能說明什么。這二位唯一的共同點就是他倆都是網紅，粉絲無數啊！有關碳排放，也是一個到處都充滿了口水仗的問題。如果石化燃料是不可再生資源，那么石油和煤炭是用掉一點少一點。還有很多搞石化工業的認為把石油當做燃料燒掉是一個非常可惜的事情，當做化工原料更能物盡其用。但是不燒煤，不燒石油，我們燒什么呢？畢竟現在的可再生能源還是不太穩定。這時候，有人翻出了無機生油理論，他們持一種標新立異的態度，那就是石油不是古代生物的殘骸產生的，而是地球內部靠無機化學反應直接生成的。這個過程很快，因此會源源不斷的生成石油。那么好了，這兩派配合起來，一個說石油是用不完的，一個說隨便燒沒關系，氣候不會變暖。現在的全球變暖以及碳排放的議題就有點陰謀論的味道了。在這樣的情緒推動之下，前些年有篇文章在網絡上廣為流傳。當然還是把石油利益集團給罵了一頓。而且還說蘇聯人發現了一個秘密，那就是石油不是古代動物尸體變成的。蘇聯人用一個假設諷刺西方石油化石學說：以世界上最大的油田——沙特的加瓦爾油田為例，按照石油化石學說，要生成該油田已產出的石油，需要一個長、寬、高各30公里的立體空間，在里面填滿恐龍肉，而且還要100%轉化為石油。這簡直是荒誕至極。
我發現很多人都在網上傳這篇文章，而且他們真的以為主流的石油生成的理論就是這么說的。誰跟你說石油是恐龍的尸體變成的？石油有機物生成說的歷史很早，最早是俄國的著名科學家羅蒙諾索夫說的。他認為，地下的石油可能是煤在高溫高壓下演變而成的，當然煤本身也來自于動物植物等等有機體。埋在地下當然不會少活的動物，要說是動植物尸體最后變成了石油，馬馬虎虎也湊合。但是這只是羅蒙諾索夫那個時代的一種認識。那是什么時候呢？1770年。這都是老黃歷了。無機生油理論的祖師爺是誰呢？說起來名氣很大，就是著名的門捷列夫。他在巴庫油田和美國的一些油田做過考察，研究了能有20年。他認為地球內部是可以生成碳氫化合物的，最后這些碳氫化合物變成了石油。門捷列夫當年反對石油的有機生成說，首先是動物的尸骸含有氮元素，但是石油里面是基本沒有氮元素的，那么氮元素哪里去了？當時人們發現石油制品是有旋光性的，也就是說一束偏振光穿過以后，偏振方向會改變。一般是有機物才有旋光性。門捷列夫認為無機物也能造成旋光性，比如石英就是無機物，這一條是不算數的。他認為，地球內部含有大量的碳化鐵，也就是生鐵，在高溫高壓下跟水產生化學反應。氫和碳結合成了碳氫化合物，鐵和氧結合在一起。碳氫化合物然后逐漸變成了石油。他在世的時候，石油的無機生成理論是主流。現在則是一個比較邊緣的理論了。因為后來有機生成說獲得了不少的證據，說服力更強。首先是地下沒有那么多的碳化鐵。門捷列夫顯然高估了不少。第二，天然石油里面是含有氮元素的，而且還有卟啉，卟啉是葉綠素的衍生物，這是一類由生命產生的東西。到了20世紀70年代，基本上是有機生成理論占了上風。但是科學家們在兩個方向的而研究都沒停。用二氧化碳和氫在催化劑的作用下的確生成了類似石油的東西。納粹當年就癡迷這玩意兒。德國能獲得的天然石油有限，因此對這事兒特別上心。這也成為無機生油說的一個依據。但是，人工生成的石油是沒有旋光性的，和天然石油不一樣。當然，恐龍尸體變成石油這個說法純屬惡搞。我們大致可以說，現在挖到的石油應該是由有機物生成的。但是有機物的種類多了去了，不僅僅是大型動物的尸體，小東西也千萬不能忽視。如今地球上有很多東西看似是硬邦邦的，沒有生命的石頭。其實它們都和生命有關。比如珊瑚礁，這東西就是由生命造就的。微小生物的力量，你千萬不要小看。沉在海底的鯨類骨骼，畫面上方的顆粒都是沉積到海底的各種生物的殘骸微粒。
海里的動物死了，最后的歸宿恐怕就是沉到海底，再也上不來了。當深潛器看到看到無數的生物殘骸的顆粒像下雪一樣沉積到海底的景象的時候，還是很震驚的。你想啊，年復一年日復一日。幾億年，逐漸沉積，會在海底形成多厚的一層沉積層啊。還有一個條件非常重要，這就跟板塊漂移有關系了。這片海底必須是逐漸沉降的狀態。要是像喜馬拉雅山那樣。幾千萬年就從海底升上來，變成世界第一高峰，那啥也攢不下來。即便是海底不升不降，層層疊疊的沉積也會使得海洋變的越來越淺，這可不行。只有隨著板塊的撕扯，海底在不斷的變深，海水里的東西不管如何沉積都填不滿，才可能形成非常厚的沉積層。所謂厚積而薄發，沒有超厚的沉積層，就弄不出多少石油。靠地震回聲探測的貝加爾湖的地層
我們講到過貝加爾湖，這是世界上最深的湖泊，因為板塊內部的撕扯，貝加爾湖這個地方就是個大裂縫，而且還在不斷的撕開，傷口是越來越深。正因為撕了幾千萬年了。湖里的沉積物積攢了足有9000米厚。波斯灣地區過去是古地中海的一部分，后來變成了海灣，人家沉積的年頭長的很，起碼沉積了4000~12000米的厚度。要不然人家產油多呢。總而言之，海底沉降的速度要超過沉積的速度，否則沒幾年就填滿了。所以，有石油的地方往往是個盆地環境，沉積趕不上沉降，當然是個鍋底形狀嘍。要么過去是海，要么過去是個湖。當然，水太深不行，太淺也不不行。落到海底的各種有機物都會變成海底生物和細菌的大餐。總會生成一些沼氣，或者是硫化氫，反正都不是什么好東西。在巨大的水壓之下，這些東西都上不來，海洋底部逐漸變成了還原性氛圍。氧氣是氧化性的，氧化性環境會導致碳元素最后變成二氧化碳氣體，都變成氣泡冒到水面上去了。碳元素積攢不起來。還原性的環境，碳元素構成的有機物才會老老實實的不被分解。才有機會最后被埋在地下變成石油。你不信，找個年代久一點的池塘去挖一挖淤泥，多半是黑呼呼的。類似于這樣的東西堆積幾千米，最下邊的早就被壓成石頭了，也就是所謂的泥巖。越深的地下溫度和壓力就越是高，有機物在這種條件下發生了熱解反應和裂解反應，就形成了油氣。科學家們做了實驗，用沉積巖之中提取出了一種物質叫“干酪根”。在實驗室里，干酪根在高溫高壓的作用下生成了類似于油氣的物質。所以說有機生油說是有實驗證據的。當然，在地下生成的油氣是存儲在一種充滿小孔的砂巖之中。好大一層都是這種巖石，就像海綿一樣吸飽了油氣。假如這種結構是露天的，那么最后都會蒸發光。一定要在上面覆蓋了一層不透氣也不透水的巖石，這樣的話油氣資源才能被保存在地下。油氣都是流體，在巨大的壓力之下，當然是有個縫隙就會冒出來。別忘了，地球是有滄海桑田的變化的，有的海底可能變成了陸地。巖石也會被擠壓拉伸出現褶皺。各種縫隙未必就是水平的，很可能是傾斜的。一頭高一頭低。所以油氣和水開始分層。氣體最輕，往往是在上邊，油比水輕，也會往上浮，水在最下面。這都是很好理解。萬一地下一個比較大的空隙，石油就會聚集在頂部。這種石油聚集的空隙術語叫閉圈。
這種地質構造可能會有很大的規模，因此才會形成了特大的油氣田。當年薩達姆吞并科威特，有一個重要原因就是油氣資源都跑到科威特那邊去了。在地質構造上科威特這邊賺便宜，油氣都往科威特聚集。正因如此，有的油田開采一段時間，又會恢復。其實是別的地方的油氣流過來了。我們上次講了鹽丘，這個鹽丘也很容易形成儲藏油氣的構造。還記得鹽丘是怎么形成的嗎？下面一層是鹽類，比如石膏之類的。這一層很軟，上面壓了沉重的沉積層以后，鹽類具有一定的流動性，會形成一個個的柱子或者鼓包扎出來。凡是有向上鼓包的這種地質構造，都容易聚集油氣。當然，地下要是沒有很好的油氣富集的條件。沒有這么大的裂縫，油氣跑不出來怎么辦呢？那不就是熱門的頁巖油和頁巖氣嘛，多孔的巖石就等于是吸飽了油氣的海綿，想法子從海綿里把油氣擠出來，那就是本事了。目前看來，靠無機方法生成天然氣，這是有可能的。根據有機生油的理論已經找到了不少的油田。但是根據無機生油理論，一個都沒找到。當然，我們要承認地球的復雜性，這二者也不是互斥的。可能兩個過程都在發生。但是地球深處生成的石油，我們還沒挖到，只是一種假說吧。所以我們要承認，地球上的石油是有限的，生成的速度級慢級慢，在漫長的地質年代積攢下一點家底，肯定沒有人類挖的快。至于地球上的石油會不會挖完，這個問題就很復雜了。有些地方的油，根本挖不出來。花費的代價太大了，不值得這么做。過去頁巖氣和頁巖油就是不合算的買賣，但是油價高漲。原來不合算的，現在有利可圖了。隨著油越挖越少，價錢越來越貴。相比于其他資源沒有價格優勢了。可能沒等油挖完，人類就會放棄石油，改用別的資源了。從這個角度來講，油是不會挖完的。石炭紀的森林
煤炭的形成也很有趣。地球歷史上第一個大規模生成煤炭的時代是在石炭紀。這個名字是日本人起的，看來漢字功底子很不錯。黑乎乎的煤被改成了石炭，還挺高大上的。有機物能保存下來也要有一定的機緣。過去認為，在石炭紀剛好演化出了木質素。也就是說植物們的腰桿子終于挺起來了，能夠形成高大的樹干。但是，麻煩來了，沒有那種微生物能分解木質素。也就是說二氧化碳經過植物的作用存在木質素里，就沒辦法在回到大氣之中去，再次變成二氧化碳。所以大氣含氧量極高，外加上當時整個地球都很潮濕炎熱。地球上演化出了巨大的節肢動物，蝎子跟狗差不多大。蜘蛛能有臉盆那么大。我們不妨想象一下當時的場景，在濃密的樹林里，有各種大蟲子跑來跑去。樹木死了以后，纖維素被分解了，木質素分解不了，于是到處都是木頭渣滓。在淺水沼澤里，就這么日復一日年復一年的堆積埋藏。這個地方始終保持被水淹的狀態，但是不能是活水，活水會沖走沉積物，必須是死水，全靠老天爺下雨補給水源，好在石炭紀經常下雨。水下的厭氧環境也有利于有機物的保存。最后形成了泥炭沼澤。現在泥炭沼澤森林
當然，現在也有一種說法，那就是石炭紀的石松其實木質素很少，不會分解不掉。到了二疊紀已經演化出了能分解木質素的微生物。這個問題也就徹底不存在了。但是從石炭紀開始，后面的幾個地質年代都有大量煤的產生。似乎有機物的保留不能完全歸結于木質素的問題。有可能是劇烈的板塊運動使得地面出現了很多的盆地，出現很多常年積水的泥炭沼澤。這才沉積下了大量的有機物。褐煤是一種沒有發育完成的過渡產物，一般比較年輕
厚厚的泥炭的富含可燃物的，如果這種泥炭堆積的很厚，沉積在地下，經過高溫高壓，就會變成煤炭。很厚的泥炭層會變成褐煤，然后變成煙煤，然后變成無煙煤。就是這么一級一級變過來的。反正每一次變化，含碳量都會變高，雜質會變少。有一種理論是說，埋得越深煤的質量越好。不過實際情況千變萬化，也不能一概而論。煤炭的儲量比石油大，還能再用好多年呢。但是也不能無節制的不斷燒化石燃料，因為大量排放二氧化碳的確是讓全球整體性的變暖了。有人可能認為地球比現在熱的時代比比皆是，這倒是沒錯，但是那時候有人類嗎？氣候長期的緩慢變化和現在的快速變化是一碼事嗎？再說，也沒人喜歡霧霾對吧。省點兒是點兒吧。下次，我們來講講我們中國腳下這片土地下面的事兒，我們腳下這片土地幾乎是最復雜的國土的，說來一言難盡，我們下次再說。
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