Михаил Калинко - Тайны образования нефти и горючих газов
Однако французский геолог X. Кокан, изучавший грязевые вулканы Румынии и Сицилии и литературу по грязевым вулканам Крыма и Апшеронского полуострова, в 1867 году пришел к выводу об отсутствии связи этих вулканов с магматическими. В то же время X. Кокан считал, что нефть образовалась на больших глубинах в результате синтеза, доказательством чего является наличие асфальтовых покровов в Сицилии и Баку.
Некоторые исследователи под влиянием новой информации меняли свои представления о происхождении нефти, в связи с чем меняли и рекомендации о том, где нужно искать нефть.
Так, Г. Д. Романовский, проводивший в 1864 году в районе Самарской Луки геологические наблюдения с целью поисков каменного угля, пришел к выводу, что включения и примазки асфальта в отложениях каменноугольного и пермского возраста, связаны с вулканической деятельностью, в процессе которой "выделялись пары минерального масла или прямо источники нефти...". Поэтому рекомендации его сводились к тому, что "поиски нефти будут удачными, если скважина попадет на путь, по которому просачивается нефть...".
Однако после того как Г. Д. Романовский провел геологические наблюдения в нефтегазоносных областях США в 1866 году, он пришел к заключению, что не только в этой стране, но и в России нефть и газ образуются из органического вещества при медленном нагревании. В соответствии с этим изменились рекомендации. Он советует при поисках "стараться достигнуть коренных его ("горного масла".- М. К.) месторождений, кои должны оказаться в известковых или песчаных слоях, богатых органическими остатками, или же в каких-либо горючих глинистых сланцах". В 1868 году, Г. Д. Романовский писал: "Поэтому я вполне уверен, что в Самарской губернии под пермскими песчаниками непременно заключаются бассейны жидкой нефти или горного масла и углеводородистые газы".
В 1866 году в Саргассовом море были обнаружены огромные массы водорослей, что привело американского исследователя Л. Леккере к предположению о том, что водоросли представляют исходный материал для образования нефтей.
Р. Н. Мурчисон (1872 год), наблюдавший битумопроявления в отложениях кембрия, силура, девона и карбона, затруднялся объяснять условия образования их в самых древних отложениях и стал искать выход. Он писал, что "если эти вещества (битумы.- М. К.) образуются из материала растительного или животного происхождения, то надо признать наличие их в указанных осадках". Что касается источников нефти в более молодых отложениях, то этот автор определял их дифференцированно, в зависимости от наличия типов организмов в осадках: например, в каменноугольных - растительные, в силурийских - граптолиты, в девонских - рыбы, в палеоген-неогеновых - растительные и животные и т. д. В результате Р. Н. Мурчисон пришел к весьма важному выводу: "...если в древних морских осадках есть хотя бы следы организмов, особенно водорослей, в них должны быть небольшие количества нефти".
По мере расширения геологических исследований в нефтегазоносных слоях отдельных регионов были выявлены отпечатки или остатки организмов. С преобразованием этих остатков связывали образование нефти. Так, многие исследователи (в 1863-1875 годах американский геолог Т. С. Хант, в 1892 году латышский геолог Ж. А. Бертельс, изучавший нефтеносные отложения Кубани) считали источником нефти мягкие части моллюсков. Американские геологи и палеонтологи, (изучавшие нефтегазоносные отложения Калифорнии (в 1865 году Д. Д. Уитни и др.) продолжали считать источником нефти диатомовые водоросли. Исследователи, которые обнаруживали в битуминозных отложениях отпечатки рыб (в 1866 году англичанин М. Роуф, в I 1881 году А. Кройтц, наблюдавшие отпечатки рыб в нефтеносных отложениях Карпат), считали их остатки источником нефти.
Эту точку зрения, казалось бы, подтверждали наблюдения над современными осадками в разных морях. Так, при увеличении солености вод в мелких заливах Красного моря до 7,3 % по данным Е. Зикенберга (1891 год) погибают организмы, "которые и дают углеводороды". К такому же заключению пришли и участники Австро-Венгерской экспедиции, изучавшей современные осадки восточной части Средиземного моря.
После М. Бертло на протяжении всего рассматриваемого этапа и даже позже многими химиками были предложены и лабораторным путем проверены различные реакции образования углеводородов. Так, в 1871 году французский химик Г. Бюассон, действуя на нагретое до белого каления железо водяными парами, углекислотой и сероводородом, получил нефтеподобное вещество. Шестью годами позже немецкий химик С. Клоэц получил такие же продукты при действии серной кислоты на зеркальный чугун, содержащий примесь марганца, а спустя еще год те же соединения образовались при действии кипящей воды на более богатое марганцем углеродистое железо.
Первым в истории наиболее полно изложил и обосновал представления о неорганическом происхождении нефти Д. И. Менделеев в начале 1877 года.
"Минеральная гипотеза" происхождения нефти Д. И. Менделеева (1877 год).
Впервые свои взгляды на происхождение нефти Д. И. Менделеев изложил на заседании Русского химического общества 13 января 1877 года. До этого он считал, что нефть образуется при действии вулканических сил на остатки организмов. Свою новую точку зрения Д. И. Менделеев обосновал следующими аргументами:
1. Выходы нефти на поверхность свидетельствуют о стремлении ее к восходящим движениям, что связано с ее меньшей по отношению к воде плотностью. Следовательно, "место образования нефти должно лежать ниже тех мест, где она содержится".
2. Если бы нефть происходила из организмов, то в местах ее скопления должны были быть "угольные остатки".
3. Нефть в Пенсильвании встречается в породах девона и даже силура, в которые она должна была подняться из более древних отложений. Если учесть, что по представлениям того времени в силурийский период организмов были немного, то в более древние эпохи они совсем должны были бы отсутствовать.
4. При горообразовании образуются разломы ("надломы с внутренней стороны"), по которым вода проникает вглубь и, вступая во взаимодействие с "углеродистым металлом", дает окислы и предельные углеводороды, которые "в парах восходят до таких слоев, где сгущаются, и пропитывают рыхлые пески, способные удержать много маслообразных веществ".
5. Подтверждением правильности данной точки зрения являются "распределение нефти по прямым линиям или дугам больших кругов, связь ее с вулканизмом" и др.
Д. И. Менделеев отмечал[10]: "Нельзя ограничиться в вопросах, подобных рассматриваемому, одним указанием на недостаточность данного представления - необходимо поставить на место него какое-либо другое. Тогда можно выбирать и, если дойдет дело до выбора: - понимание возрастает, предмет рассмотрения уясняется".
В заключение он писал: "Если нефть не может сметь происхождения органического, то надо подыскать другое объяснение для ее генезиса". Говоря о том, что знание происхождения нефти необходимо для определения направления поискового бурения на Кавказе, он отмечал: "Если органическая гипотеза справедлива, то южно сказать, что те места неизвестны; если же минеральная гипотеза справедлива, то от богатых источников надо рыть по тому направлению, по которому тлеется хребет Кавказских гор".
Нельзя не отметить, что Д. И. Менделеев как настоящий ученый не считал, что он окончательно решил Данную проблему. В предисловии к своей книге он прямо указывал: "Вопрос совсем еще не ясен, никто и нитке о нем не говорит с определенностью, а потому для меня он был особенно интересен. Если я выставляю со своей стороны гипотезу образования нефти, то думаю при этом, что лучше нечто цельное, чем ничего. Таково свойство науки. Кому не понравится мое представление, тот подумает, пороется, может быть, сделает наблюдения и даст что-нибудь лучшее. Дело понимания тогда выиграет, а от него и практика".
Анализируя минеральную гипотезу Д. И. Менделеева, нельзя не отметить ее обоснованность аргументами, которыми располагала наука в то время. Действительно, ни для Апшеронского полуострова, ни для Пенсильвании никак не подходили представления об образовании нефти непосредственно из растительных остатков или из ископаемых углей. Для тех районов нельзя было принять и представлений об образовании нефти вследствие вулканической деятельности, поскольку в них не было и следов этой деятельности. Нефтяные месторождения в данных регионах были известны в основном только вдоль Кавказских и Аппалачских гор. И, наконец, по существовавшим в то время представлениям, Жизнь на Земле началась только с кембрийского периода.
Теперь же хорошо известно, что нефтяные месторождения в этих регионах распространены далеко от указанных хребтов, а организмы появились на Земле почти на 3 млрд. лет раньше, чем считали во времена Д. И. Менделеева. Вот почему можно не сомневаться в том, что, если бы Д. И. Менделеев располагал современной информацией, он ни за что не выдвинул бы своей "минеральной гипотезы".
