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揭秘“能源之王”是怎样出现的

2011-04-06 08:49:44 北京日报   作者: 张牧之  

“石油是一种复杂的天然有机物的混合物。”这是教科书上对石油的标准解释。

然而,在支持石油无机成因说的学者看来,石油的起源恐怕并非如此。

早在1876年,元素周期律的发现者门捷列夫就认为,石油是无机物化学反应生成的结果。

最有意思的一个追问是,世界上已发现的3万多个油田中,有8个特大油田占了全部储量的一半左右。如果说石油是由动植物演变而成的,那么就不会出现这种情况;因为生物在地球上的分布虽然不均衡,有的地方多,有的地方少,但绝不会造成如此巨大的差别。

石油究竟是怎样在地球上出现的?

1

学者“幡然悔悟” 为石油峰值论道歉

66岁的美国学者威廉·恩道尔研究石油问题,是从上世纪70年代第一次中东石油危机爆发时起开始的。他出版的《石油战争:石油政治决定世界新秩序》,曾在东西方都引起轰动。

一年多前,此书在中国销售不久,他便通过媒体向中国的3.5万名购书者致歉。威廉·恩道尔说,2003年时,我被“石油峰值论”吸引,因为似乎只有这一理论能够解释为什么华盛顿甘冒巨大风险展开伊拉克战争。但现在我错了,因为“石油峰值论”的基石——石油是一种“化石燃料”,这本身就是错误的。

一个多世纪来,关于石油成因理论的假设,在原始物质、转化条件和环境方面进行了长期的争论。石油是一种“化石燃料”,现在仍旧是主基调,绝大多数地质学家认为:石油是由生物体的残留、恐龙的遗骸,或者海藻化石经过沉积与高压形成。同时,生物起源论还被用来说明为什么石油只在地球的某些地区发现——因为那里是数百上千万年前的生物遗骸沉降区。

正是基于此种理论,1949年,美国著名石油地质学家哈伯特提出了“石油峰值论”。哈伯特认为,石油作为不可再生资源,任何地区的石油产量都会达到最高点;达到峰值后该地区的石油产量将不可避免地开始下降。

1956年,哈伯特大胆预言美国石油产量将在1967年-1971年达到峰值,以后便会下降。当时美国的石油工业蒸蒸日上,他的这一言论引来很多的批判和嘲笑。但后来的历史证明,美国的确于1970年达到石油峰值。这似乎印证了石油峰值论的正确性。

爱尔兰地质学家坎贝尔继承了石油峰值论。1998年,坎贝尔与一位法国地质学家发表了《廉价石油时代的终结》,得出廉价石油时代必将终结的结论。近几年来,不断攀升的高油价似乎验证了其结论。

威廉·恩道尔对两次成功的预言不以为然,他提醒中国读者注意三点,一是哈伯特本身就是石油公司的雇员;二是上世纪六十年代美国产油量开始下降并不是因为美国油田储量枯竭,而是因为沙特等海湾八国此时陆续发现油田,而且开采价格非常低廉,美国的跨国石油公司忙着在中东地区圈地开采,当来自中东的大量廉价原油向美国市场倾销,就导致美国本土很多中小石油企业停产;三是小布什政府上台后,为了推动石油价格、增加国际市场对美元的需求以及更加牢固美元的主导地位,美国重新抛出了美石油地质学家哈伯特的“石油峰值理论”,这显然是为日后石油价格的飙升找“由头”。

2

研究石油宇宙成因 “土卫六”上发现有机物

早在1876年,元素周期律的发现者门捷列夫在实验中发现,水与金属碳化物能在高温高压下起化学反应,生成类似石油的碳氢化合物。他提出一种假设,地球上有丰富的铁和碳,在地球形成初期可以化合成大量的碳化铁,以后又与过热的地下水作用,遂生成碳氢化合物;这些碳氢化合物沿地壳裂缝上升到适当部位储存冷凝,即形成石油矿藏。

一度,门捷列夫的观点流行一时。但很快人们就发现了一个致命的疑点:在地球内部的高温状态下,水根本无法到达。况且,地球内部即使存在碳化铁,水和碳化铁的简单反应,也不能形成石油复杂的化学成分。

1889年,俄国的索柯洛夫提出了石油成因的“宇宙说”。他认为,地球在诞生伊始尚处于熔融的火球状态时,吸收了原始大气中的碳氢化合物,随着地球不断冷却,被吸收的碳氢化合物逐渐冷凝埋藏在地壳中,于是形成了石油。上世纪60年代后,天文学家利用光谱分析,在宇宙中发现了大量的有机物质,有力地支持了石油的宇宙说。碳氢化合物不仅见于一些行星的大气里和彗星的彗核中,有的甚至可以构成巨大的分子云。在陨石中,人们还找到了更复杂的有机物,但它们显然与生物作用无关。这些事实说明,许多有机物完全可以通过非生物途径获得。

美国康奈尔大学天文学家高尔德认为,组成石油的物质只能来源于宇宙。世界上油矿的规模比其他任何沉积矿体大得多,已查明的油气储量也比原先根据生物生成说估计的高出数百倍之多;生物作用无法说明世界油田分布高度集中在中东地区。最难以解释的是,许多油气田中含有大量的氦,但生物对氦的浓集不起任何作用。而氦是宇宙中丰度仅次于氢的一种元素,在星云体中存在比例很高。但是,地球上氦元素的存在比例却是极低的,人们最早发现氦元素,不是在地球上,而是在太阳的大气中,然而,人们在许多油气田中却发现了大量的氦。[page]

而现代石油无机成因说的研究者,则吸收了一部分石油生物起源论的观点,他们不否认一部分石油可能来自生物,但大量的石油则来自地球的内部。他们认为,在地球形成早期,后来生成石油的有机物便以甲烷及其他碳氢化合物形式参与了地球的组成,后来在地球内部热力和压力的促使下,它们从深部释放出来,在某种有利的环境下进一步合成变成了石油。在这一过程中,原生石油受到了有机物的污染,从而造成了石油成分的复杂化。

2008年,美国航天局宣布:在土星的卫星土卫六上发现碳氢化合物远超地球油气储量。这条重大新闻再次说明,有机物完全可以通过非生物途径获得。这似乎为石油的宇宙成因说增添了新例证,但传统的专家则反驳,土卫六上的有机物恐怕不能和石油划上等号。

3

产业快速前行 石油成为能源之王

在第一次工业革命后,煤曾经是能源之王。

1865年,英国经济学家威廉·斯坦利杰文斯在所著的《煤炭问题》一书中,曾忧心忡忡地说:“有关目前便宜能源供给之持续问题,不能不引发我们的焦虑,当我们的资源耗竭时,更高能量的替代物出现的可能性并不存在……”。而这本书出版的前六年,世界上第一口现代油井刚刚出现,而石油是当时不折不扣的新能源。

世纪之争,并没有影响石油快速前行,取代煤炭的地位。

占绝对主流的石油生物起源论者认为,100多年的石油工业发展,却证明了这一论断的科学性。按照生物起源论,石油钻探和考古有相似之处,地质工作者甚至钻取岩石芯中所蕴藏的植物化石花粉组合特征,来判断地层属于什么地质年代和确定含油层位。

不过,100多年来,石油深刻影响了人类。

1900年,超过200种石油的副产品进入了人们的日常生活,包括工业中使用的润滑油,药物和蜡烛制作中要用到的石油蜡。1954年,聚乙烯注册专利,不久,绝大多数的家居用品都开始用这种材料制造。在上世纪60年代,石油就取代了煤,成为能源之王。在此期间,以石油为主要原料的汽车增加了近5倍,民航里程翻了八番。

两次石油危机的爆发,也给一些国家带来了经济危机。1973年,第四次中东战争爆发,石油输出国组织将原油从每桶3.011美元提高到10.651美元。这次石油危机使美国的工业生产下降了14%,日本工业生产下降了20%以上。1978年底,世界第二大石油出口国伊朗的政局发生剧烈变化,石油产量受到影响,油价1979年开始暴涨,第二次石油危机的出现使西方国家普遍遭遇了经济危机。

发现油田,一直饱受世人瞩目。1908年,中东伊朗首次发现石油,1938年沙特阿拉伯发现油田。迄今,中东储油量占全球60%以上。而眼下正在战火中的利比亚,则对全球石油供应起到重要作用。1957年,17家美欧公司夺得利比亚84块特许地的开采权。1965年,利比亚已是世界第六大石油出口国,日产原油300万桶以上,源源不断的便宜石油,使得世界经济在当时迅猛发展。

■ 链接

争论并未结束

发现能源是永恒主题

争论远未结束。

J.F.肯尼迪博士是在俄罗斯讲学工作过的西方地球物理学家。他说:“沙特的加哈尔油田一处自开采以来的总产量,按照‘生物起源论’,就要求有可以填满一个边长为19英里的立方体的恐龙遗骸,然后再以100%的转化率由化石变为石油。一句话,石油‘生物起源论’是谬论的。”

还有学者从地壳变动方面发出质疑:如果石油是恐龙演变而成的,你无法想象,在石油生成的200万年至5亿年间,地球60%的恐龙会集中生活在中东地区?

目前,地球上已经探明两千多亿吨石油,其生成的时间在200万年至5亿年间,这相当于七千亿头恐龙转化为石油,还需要集中在中东等地,一次性集中屠杀和深度掩埋。因为,动物在地表灭绝只会腐烂掉,不能生成石油。这样的集中灭绝和深度掩埋,需要板块的运动有突发性,像“揉面”一样地突然把动物埋掉,而地震和火山只能造成局部灾变。但是,从目前的发现来看,地球的板块自有生物后是很稳定的,没有全球性的突发性运动,而在缓慢的地壳运动下要形成石油,这无疑是天方夜谭。

中国某大学一位石油专家说,石油无机成因说在当下仍然仅仅是一种假说,并无有力的实证予以证明。但这对于专业研究人员而言,扩大了视野,是有积极意义的。“宇宙成因说”认为,石油供应的极限受制于地球内部在地球形成期所包含的碳氢成份的多少,能否得到石油实际上只受制于超深钻井能力。而如果这一学说成立,可以说为人类寻找能源提供了突破。

有专家指出,在石油无机成因说没有确切定论前,我们应当看到,在世界范围内,石油资源的分布不均,国家垄断、大财团垄断或者长期的帝国主义瓜分形成的势力范围,使得不断提高世界石油产量将成为无法实现的良好愿望。正如世界上开发多年的老油田早已过了产量增长的黄金岁月,现已衰老,步入减产期。因此,中国应未雨绸缪,慎重审视能源安全问题,并要注重节约能源。[page]

历史上的石油

公元4世纪

中国人使用固定在竹竿一端的钻头钻井,其深度可达约一千米。当时,油是用来蒸发盐水并生产盐。

公元8世纪

新建的巴格达用柏油来铺设街道。

公元10世纪

中国诞生了世界最早的输油管道,用竹竿做的管道来连接油井和盐井。

1853年

波兰科学家阿格纳斯·卢卡西维奇通过蒸馏,从原油中得到了煤油,石油蒸馏工艺的发明,开启了现代石油之路。

1900年

超过200种石油副产品进入日常生活,包括工业中使用的润滑油,药物和蜡烛制作中要用到的石油蜡。

1908年

中东伊朗首次发现石油,1938年沙特阿拉伯发现石油。

1954年

聚乙烯注册专利,不久,绝大多数的家居用品都开始用这种材料制造。

1957年

17家美欧公司夺得利比亚84块特许地的开采权。

1965年

利比亚已是世界第六大石油出口国,日产原油300万桶以上,占世界输出原油的10%。

1973年

世界石油的日需求量增加到5600万桶,是1948年的6倍。在20世纪60年代,石油就取代了煤,成为能源之王,以石油为主要原料的汽车增加了近5倍,民航里程翻了八番。

1973年10月

第四次中东战争爆发,第一次石油危机爆发,美国的工业生产下降了14%,日本工业生产下降了20%以上。

1975年

美国福特政府颁布法令,建立了政府控制下的战略石油储备。

1978年底

世界第二大石油出口国伊朗的政局发生剧烈变化,石油产量受到影响,导致了第二次石油危机的出现。




责任编辑: 中国能源网

标签:石油 能源