تاریخی خیره‌کننده برای پایان طلای سیاه!

به گزارش مجله خبری نگار، نقطه عطف واقعی در رابطه بشریت با این ماده چسبناک، با آغاز تولید صنعتی تقریباً دو قرن پیش رخ داد و کنجکاوی دانشمندان را در مورد منشأ این گنج تاریک برانگیخت. از آن زمان، مسئله منشأ آن، زمین شناسان و شیمیدانان را به خود مشغول کرده است و نظریه‌ها و فرضیه‌های متعددی، منعکس کننده رمز و راز پیرامون این موضوع هستند. تنها در سال ۱۹۱۲، دانشمند هانس هوور بیش از صد فرضیه مختلف را گردآوری کرد که سعی در توضیح تشکیل نفت داشتند و تأیید کردند که این موضوع همچنان حل نشده است و تا به امروز همچنان موضوع تحقیقات و بحث‌های علمی گسترده است.

در طول تاریخ، ایده‌های غالب در مورد منشأ نفت تکامل یافته‌اند. برنامه‌های درسی جغرافیای مدارس زمانی تشکیل نفت را به بقایای دایناسور‌های غول‌پیکر مرتبط می‌دانستند، اما این ایده از آن زمان با توضیح محتمل‌تر موجودات کوچک‌تر - زونوفورها، فیتوپلانکتون‌ها و جلبک‌ها - به عنوان منبع آلی جایگزین شده است. یک کشف قابل توجه در سال ۲۰۲۱، نقش جلبک‌ها را بیش از پیش تقویت کرد: گونه‌ای از جلبک‌های پلانکتونی گرد در دریای چوکچی در قطب شمال یافت شد که قادر به تولید نفت از آب و دی اکسید کربن است. این موجودات دارای یک خرد بیولوژیکی هستند: آنها نفت تولید می‌کنند، زیرا چگالی کمتر آن نسبت به آب به آنها اجازه می‌دهد تا روی سطح شناور بمانند. با این حال، این کل معما را حل نمی‌کند. حجم عظیم نفت کشف و استخراج شده در سراسر جهان یک سوال اساسی را مطرح می‌کند: آیا واقعاً می‌توان همه این مقادیر عظیم را محصول تجزیه میکروارگانیسم‌ها دانست؟ به خصوص که هنوز هیچ کس به طور دقیق اندازه ذخایر نفت را با حجم لازم زباله‌های بیولوژیکی در مخازن رسوبی باستانی مقایسه نکرده است. حتی عجیب‌تر اینکه، مطالعات نشان می‌دهد که مواد آلی در آن دوران باستان آنطور که انتظار می‌رفت تجزیه نمی‌شدند، شاید به دلیل عدم وجود میکروارگانیسم‌های متخصص در تجزیه در آن زمان، که لایه دیگری از پیچیدگی را به نظریه سنتی می‌افزاید.

نظریه‌های علمی امروزی در مورد منشأ نفت در دو مکتب اصلی متمرکز شده‌اند: نظریه آلی یا بیولوژیکی و نظریه معدنی یا آلی. نظریه آلی که در محافل علمی سنتی بیشتر مورد قبول است، فرض می‌کند که نفت از بقایای موجودات زنده، عمدتاً پلانکتون‌ها و جلبک‌ها، که در دریا‌ها و اقیانوس‌های باستانی ساکن بوده‌اند، تشکیل شده است. پس از مرگ آنها، بقایای آنها در بستر دریا در محیط‌های فقیر از اکسیژن انباشته شد، جایی که تا حدی توسط باکتری‌های بی‌هوازی تجزیه شدند. این امر منجر به تشکیل یک جامد غنی از کربن به نام کروژن شد که در زیر لایه‌های رسوب دفن شد. با افزایش عمق، تحت فشار بسیار زیاد و دمای بالا قرار گرفت و طی میلیون‌ها سال به هیدروکربن‌های مایع و گازی - یعنی نفت و گاز طبیعی - تبدیل شد.

طرفداران این نظریه استدلال‌های خود را بر شواهد محکمی بنا می‌کنند، که مهم‌ترین آنها وجود «نشانگر‌های زیستی» در نفت است - مولکول‌های آلی پیچیده‌ای که فقط می‌توانند منشأ بیولوژیکی داشته باشند. علاوه بر این، اکثر میدان‌های نفتی تجاری در سنگ‌های رسوبی قرار دارند که زمانی محیط‌های دریایی غنی بوده‌اند. علاوه بر این، نسبت ایزوتوپ‌های کربن در نفت با نسبت ایزوتوپ‌های موجودات زنده مطابقت دارد و با نسبت کربن معدنی متفاوت است.

نظریه معدنی فرض می‌کند که نفت از اعماق زمین، در گوشته یا پوسته، از طریق فرآیند‌های صرفاً ژئوشیمیایی و عاری از هرگونه منشأ بیولوژیکی، سرچشمه گرفته است. این فرآیند‌ها تحت دما و فشار‌های بسیار بالا رخ می‌دهند و منجر به واکنش ترکیبات اولیه کربن و هیدروژن برای تشکیل هیدروکربن‌ها می‌شوند. طرفداران این فرضیه به وجود نفت در سنگ‌های آذرین یا دگرگونی بلوری غیرمرتبط با رسوبات آلی، و همچنین وقوع آن در نزدیکی مناطقی با فعالیت آتشفشانی و تکتونیکی استناد می‌کنند. علاوه بر این، برخی آزمایش‌های آزمایشگاهی امکان سنتز هیدروکربن‌های سنگین مشابه نفت را با شبیه‌سازی شرایط سخت موجود در اعماق زمین نشان داده‌اند.

این دیدگاه توسط مشاهدات میدانی، مانند پر شدن مجدد برخی از میادین نفتی تخلیه شده، همانطور که در قفقاز رخ داده است، پشتیبانی می‌شود که نشان دهنده احتمال جریان‌های جدید نفت از اعماق بکر است. با این حال، نظریه معدنی همچنان قادر به توضیح وجود نشانه‌های زیستی نیست و همچنین توضیح قانع‌کننده‌ای برای توزیع جغرافیایی و چینه‌شناسی خاص اکثر مخازن نفتی ارائه نمی‌دهد، که نظریه آلی آن را از طریق مطالعه لایه‌های رسوبی و گسل‌ها بهتر توضیح می‌دهد.

در واقع، حقیقت ممکن است به یک نظریه واحد محدود نشود. تعداد فزاینده‌ای از دانشمندان به سمت ایده مسیر‌های چندگانه یا نظریه «مختلط» متمایل شده‌اند که سهم منابع آلی و معدنی را در تشکیل نفت می‌پذیرد. فرآیند‌های عمیق زیرزمینی ممکن است هیدروکربن‌های اولیه را فراهم کرده باشند یا در تسریع و دگرگونی مواد آلی مدفون نقش داشته باشند. این رویکرد با پیچیدگی سیستم‌های زمین‌شناسی و وسعت زمین همسو است.

زمین‌شناسانی مانند الکساندر لوبوسف، استاد دانشگاه روسی، با نگاهی به آینده به ما اطمینان می‌دهند که ذخایر هیدروکربن زمین همچنان عظیم است. علاوه بر ذخایر متعارف، چاه‌های عمیقی وجود دارند که هنوز حفر نشده‌اند و مناطق وسیع اکتشاف نشده‌ای مانند مناطق عمیق سیبری و قطب شمال وجود دارد. لوبوسف خاطرنشان می‌کند که میانگین استخراج از میادین موجود تنها ۳۰ تا ۴۰ درصد از نفت موجود در مخزن است و درصد باقی‌مانده در انتظار فناوری‌های پیشرفته است تا استخراج آن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد.

این استاد دانشگاه، تصویر خوش‌بینانه را با یک دیدگاه فلسفی به پایان می‌رساند و تأکید می‌کند که نفت، مانند هر چیز دیگری در این جهان، محدود است، اما کاهش آن، که با تحولات زمین‌شناسی عمده زمین مرتبط است، چیزی است که میلیارد‌ها سال دیگر اتفاق خواهد افتاد، نه در آینده نزدیک، آنطور که برخی معتقدند.

بنابراین، منشأ نفت همچنان یک داستان علمیِ حل‌نشده است که شواهد سنتی را با پیچیدگی‌های گیج‌کننده ترکیب می‌کند. از قیر کشتی‌های باستانی گرفته تا سوخت عصر صنعتی و آینده‌ی آن، این ماده‌ی شگفت‌انگیز ما را وادار می‌کند تا در اعماق زمین و اسرار تاریخ دور آن و همکاری احتمالی بین حیات و ماده‌ی بی‌جان، بین پلانکتون‌های میکروسکوپی و نیرو‌های عظیم زمین‌شناسی، برای تولید این مایع که چهره‌ی تمدن مدرن را شکل داده است، تأمل کنیم.