origini del profondo petrolio abiotico
29/01/2012, 20:48
La teoria russo-ucraina delle origini del profondo petrolio abiotico
J. F. KENNEY Russian Academy of Sciences – Joint Institute of The Physics of the Earth.
Gas Resources Corporation, 11811 North Freeway, Houston, TX 77060, U.S.A.
Gli articoli seguenti discutono, da differenti prospettive, la moderna teoria russo-ucraina delle origini del profondo petrolio abiotico. Poichè questo argomento è uno di quelli che non è familiare alla maggiorparte delle persone esterne alla zona dell’Ex Unione Sovietica, viene data ora una sintesi di esso e della sua storia e provenienza.
1. L’essenza della moderna teoria russo-ucraina delle origini del profondo petrolio abiotico
La moderna teoria russo-ucraina delle origini del profondo petrolio abiotico è un ampio corpus di conoscenze scientifiche che copre i temi della genesi chimica delle molecole di idrocarburi che costituiscono il petrolio naturale, i processi fisici all’atto della loro concentrazione terrestre, i processi dinamici del movimento di quel materiale in serbatoi geologici di petrolio, e la posizione e produzione economica del petrolio. La moderna teoria russo-ucraina delle origini del profondo petrolio abiotico riconosce che il petrolio è un materiale primordiale di origine profonda che è eruttato nella crosta della Terra. In breve, e senza mezzi termini, il petrolio non è un “combustibile fossile” e non ha alcun legame intrinseco con i dinosauri morti (o qualsiasi altri detriti biologici) “nei sedimenti” (o altrove).
La moderna teoria russo-ucraina del petrolio si basa su un ragionamento scientifico rigoroso, coerente con le leggi della fisica e della chimica, così come su approfondite osservazioni geologiche, e poggia interamente nella corrente principale della fisica moderna e della chimica, da cui trae la sua provenienza. Gran parte della moderna teoria russa della genesi del profondo petrolio abiotico, sviluppata dalle scienze della chimica e della termodinamica, e di conseguenza la moderna teoria ha fermamente mantenuto come principio centrale che la generazione degli idrocarburi devono essere conformi alle leggi generali della termodinamica chimica, – come deve anche tutta la materia. La moderna scienza russo-ucraino del petrolio contrasta fortemente, riguardo a rigore scientifico, quelle che troppo spesso vengono spacciate come “teorie” nel campo della geologia in Gran Bretagna e negli Stati Uniti.
Come verrà mostrato esplicitamente in articoli seguenti, il petrolio non ha alcun legame intrinseco con il materiale biologico. Le sole molecole di idrocarburi che fanno eccezione a questo punto sono il metano, la specie di idrocarburo alcano con il potenziale chimico più basso di tutti gli idrocarburi, e in misura minore, e l’ etilene, l’alcheno con il potenziale chimico più basso della sua omologa serie molecolare. Solo il metano è termodinamicamente stabile al regime di pressione e temperatura in prossimità della superficie della crosta terrestre e di conseguenza può essere generato lì spontaneamente, come del resto osservato per fenomeni come gas di palude o di gas di fogna. Tuttavia, il metano è praticamente l’unica molecola di idrocarburi in possesso di tale caratteristica termodinamica a quel regime termodinamico; quasi tutte le altre molecole ridotte di idrocarburi ad eccezione solo delle più leggere, sono sistemi polimorfi di carbonio-idrogenno ad alta pressione. La genesi spontanea degli idrocarburi più pesanti che costituiscono il petrolio naturale si verifica solo in regimi di alte pressioni a multi-kilobar, come è mostrato in un articolo successivo.
2. Gli inizi storici della scienza petrolio, – con un tocco di ironia
La storia della scienza del petrolio si può considerare avere inizio nell’anno 1757 quando il grande studioso russo Mikhailo V. Lomonosov enunciò l’ipotesi che il petrolio potrebbe essere originato da detriti biologici. Applicando i poteri rudimentali di osservazione e le capacità analitiche necessariamente limitate disponibile a quel tempo, Lomonosov ipotizzò che “… ‘l’olio di roccia’ [ il petrolio greggio, o il petrolio] si originò da minuscoli corpi marini morti e da altri animali che sono stati sepolti nei sedimenti e che, trascorso molto tempo sotto l’influenza di calore e pressione, si trasformò in ‘olio di roccia’.” Tale era la scienza descrittiva praticata nel XVIII secolo da Linneo e Lomonosov. Gli scienziati che per primi hanno respinto l’ipotesi Lomonsov, agli inizi del XIX secolo, furono il celebre naturalista tedesco e geologo Alexander von Humboldt e il chimico e studioso di termodinamica francese Louis Joseph Gay-Lussac che insieme enunciarono la proposizione che il petrolio è un materiale primordiale eruttato da grande profondità, ed è estraneo a qualsiasi questione biologica vicino alla superficie della Terra. Così entrambe le idee erano consegnate con un pedigree potente: la sbagliata considerazione biologica essendo stata proposto dal più grande scienziato russo del suo tempo, e la proposizione abiotica circa mezzo secolo più tardi da, rispettivamente, due dei più grandi scienziati tedeschi e francesi.
Storicamente, il primo ripudio scientifico dell’ipotesi di Lomonosov di una origine biologica del petrolio proviene da chimici e studiosi di termodinamica. Con lo sviluppo della chimica nascente durante il diciannovesimo secolo, e soprattutto dopo l’enunciazione del secondo principio della termodinamica di Clausius nel 1850, l’ipotesi biologica di Lomonosov è caduta inevitabilmente sotto attacco. Il grande chimico francese Marcellin Berthelot disprezzò particolarmente l’ipotesi di una origine biologica per il petrolio. Berthelot per primo ha effettuato esperimenti che coinvolgono, tra gli altri, una serie di quelle che ora sono denominate reazioni di Kolbe e dimostrò la generazione del petrolio sciogliendo l’acciaio in acido forte. Produsse la serie di n-alcani e rese chiaro che questi sono stati generati in totale assenza di qualsiasi molecola o processo ”biologico”. Le indagini di Berthelot sono state in seguito ampliate e perfezionate da altri scienziati, tra cui Biasson e Sokolov, i quali osservarono tutti fenomeni simili e similmente ha concluso che il petrolio era estraneo alla questione biologica.
Durante l’ultimo quarto del XIX secolo, il grande chimico russo Dmitri Mendeleev ha anche esaminato e respinto l’ipotesi Lomonosov di una origine biologica per il petrolio. A differenza di Berthelot che non aveva dato alcun suggerimento su dove o come il petrolio potrebbe originarsi, Mendeleev affermò chiaramente che il petrolio è un materiale primordiale, che è eruttato da grande profondità. Con intuito straordinario, Mendeleev ipotizzò l’esistenza di strutture geologiche che chiamò “guasti profondi”, e correttamente identificò come il luogo della debolezza nella crosta terrestre attraverso il quale avrebbe viaggiato il petrolio dalle profondità. Dopo aver fatto questa ipotesi, Mendeleev è stato abusivamente criticato dai geologi del suo tempo, per la nozione di guasti profondi che era allora sconosciuta. Oggi, naturalmente, una comprensione della tettonica a zolle sarebbe inimmaginabile senza il riconoscimento dei guasti profondi.
3. L’enunciazione e lo sviluppo della moderna scienza del petrolio
L’impulso per lo sviluppo della moderna scienza del petrolio è venuto poco dopo la fine della seconda guerra mondiale, ed è stato spinto dal riconoscimento da parte del governo del (allora) URSS della necessità cruciale di petrolio nella guerra moderna. Nel 1947, l’URSS aveva (come i suoi “esperti” di petrolio avevano allora stimato) riserve di petrolio molto limitate, di cui la più grande erano i giacimenti di petrolio nella regione della penisola Abseron, vicino alla città del mar caspio Baku nelll’attuale Azerbaigian.[...] Nel 1947, i sovietici si resero conto che gli americani, gli inglesi e i francesi non avevano intenzione di consentire loro di operare in Medio Oriente, né nelle zone produttrici di petrolio dell’Africa, Indonesia, Birmania , Malesia, e in qualsiasi parte del lontano est, né tantomeno in America Latina. Il governo dell’Unione Sovietica riconobbe poi che le nuove riserve di petrolio sarebbero dovute essere scoperte e sviluppate in Unione Sovietica. Il governo dell’Unione Sovietica avviò un programma tipo il “Progetto Manhattan”, a cui è stata data la massima priorità per studiare tutti gli aspetti del petrolio, per determinare le sue origini e come le riserve di petrolio si sono generate, e per accertare quali potessero essere le strategie più efficaci per ela ricerca del petrolio.[...]
Nel 1951, la moderna teoria russo-ucraino delle origini del profondo petrolio abiotico è stata enunciata da Nikolai A. Kudryavtsev al congresso di geologia sul petrolia di tutta l’Unione. Kudryavtsev analizzò l’ipotesi di una origine biologica di petrolio, e ha sottolineò il fallimento delle pretese poi comunemente messe avanti a sostegno di questa ipotesi. Kudryavtsev è stato presto raggiunto da numerosi altri geologi russi e ucraini, tra i quali per primi c’erano PN Kropotkin, KA Shakhvarstova, GN Dolenko, VF Linetskii, VB Porfir’yev, e KA Anikiev. Durante il primo decennio della sua esistenza, la moderna teoria delle origini del petrolio è stata oggetto di contesa e di grandi polemiche.Tra gli anni 1951 e 1965, con la leadership di Kudryavtsev e Porfir’yev, un numero crescente di geologi pubblicarono articoli che dimostravano i fallimenti e le contraddizioni insite nella vecchia ipotesi di “origine biogenica”. Con il passare del primo decennio della moderna teoria, il fallimento della precedente ipotesi del XVIII secolo, di una origine del petrolio da residui biologici nei sedimenti in prossimità della superficie, è stata completamente dimostrata, l’ipotesi di Lomonosov screditata, e la
http://www.ecplanet.com/node/3012
J. F. KENNEY Russian Academy of Sciences – Joint Institute of The Physics of the Earth.
Gas Resources Corporation, 11811 North Freeway, Houston, TX 77060, U.S.A.
Gli articoli seguenti discutono, da differenti prospettive, la moderna teoria russo-ucraina delle origini del profondo petrolio abiotico. Poichè questo argomento è uno di quelli che non è familiare alla maggiorparte delle persone esterne alla zona dell’Ex Unione Sovietica, viene data ora una sintesi di esso e della sua storia e provenienza.
1. L’essenza della moderna teoria russo-ucraina delle origini del profondo petrolio abiotico
La moderna teoria russo-ucraina delle origini del profondo petrolio abiotico è un ampio corpus di conoscenze scientifiche che copre i temi della genesi chimica delle molecole di idrocarburi che costituiscono il petrolio naturale, i processi fisici all’atto della loro concentrazione terrestre, i processi dinamici del movimento di quel materiale in serbatoi geologici di petrolio, e la posizione e produzione economica del petrolio. La moderna teoria russo-ucraina delle origini del profondo petrolio abiotico riconosce che il petrolio è un materiale primordiale di origine profonda che è eruttato nella crosta della Terra. In breve, e senza mezzi termini, il petrolio non è un “combustibile fossile” e non ha alcun legame intrinseco con i dinosauri morti (o qualsiasi altri detriti biologici) “nei sedimenti” (o altrove).
La moderna teoria russo-ucraina del petrolio si basa su un ragionamento scientifico rigoroso, coerente con le leggi della fisica e della chimica, così come su approfondite osservazioni geologiche, e poggia interamente nella corrente principale della fisica moderna e della chimica, da cui trae la sua provenienza. Gran parte della moderna teoria russa della genesi del profondo petrolio abiotico, sviluppata dalle scienze della chimica e della termodinamica, e di conseguenza la moderna teoria ha fermamente mantenuto come principio centrale che la generazione degli idrocarburi devono essere conformi alle leggi generali della termodinamica chimica, – come deve anche tutta la materia. La moderna scienza russo-ucraino del petrolio contrasta fortemente, riguardo a rigore scientifico, quelle che troppo spesso vengono spacciate come “teorie” nel campo della geologia in Gran Bretagna e negli Stati Uniti.
Come verrà mostrato esplicitamente in articoli seguenti, il petrolio non ha alcun legame intrinseco con il materiale biologico. Le sole molecole di idrocarburi che fanno eccezione a questo punto sono il metano, la specie di idrocarburo alcano con il potenziale chimico più basso di tutti gli idrocarburi, e in misura minore, e l’ etilene, l’alcheno con il potenziale chimico più basso della sua omologa serie molecolare. Solo il metano è termodinamicamente stabile al regime di pressione e temperatura in prossimità della superficie della crosta terrestre e di conseguenza può essere generato lì spontaneamente, come del resto osservato per fenomeni come gas di palude o di gas di fogna. Tuttavia, il metano è praticamente l’unica molecola di idrocarburi in possesso di tale caratteristica termodinamica a quel regime termodinamico; quasi tutte le altre molecole ridotte di idrocarburi ad eccezione solo delle più leggere, sono sistemi polimorfi di carbonio-idrogenno ad alta pressione. La genesi spontanea degli idrocarburi più pesanti che costituiscono il petrolio naturale si verifica solo in regimi di alte pressioni a multi-kilobar, come è mostrato in un articolo successivo.
2. Gli inizi storici della scienza petrolio, – con un tocco di ironia
La storia della scienza del petrolio si può considerare avere inizio nell’anno 1757 quando il grande studioso russo Mikhailo V. Lomonosov enunciò l’ipotesi che il petrolio potrebbe essere originato da detriti biologici. Applicando i poteri rudimentali di osservazione e le capacità analitiche necessariamente limitate disponibile a quel tempo, Lomonosov ipotizzò che “… ‘l’olio di roccia’ [ il petrolio greggio, o il petrolio] si originò da minuscoli corpi marini morti e da altri animali che sono stati sepolti nei sedimenti e che, trascorso molto tempo sotto l’influenza di calore e pressione, si trasformò in ‘olio di roccia’.” Tale era la scienza descrittiva praticata nel XVIII secolo da Linneo e Lomonosov. Gli scienziati che per primi hanno respinto l’ipotesi Lomonsov, agli inizi del XIX secolo, furono il celebre naturalista tedesco e geologo Alexander von Humboldt e il chimico e studioso di termodinamica francese Louis Joseph Gay-Lussac che insieme enunciarono la proposizione che il petrolio è un materiale primordiale eruttato da grande profondità, ed è estraneo a qualsiasi questione biologica vicino alla superficie della Terra. Così entrambe le idee erano consegnate con un pedigree potente: la sbagliata considerazione biologica essendo stata proposto dal più grande scienziato russo del suo tempo, e la proposizione abiotica circa mezzo secolo più tardi da, rispettivamente, due dei più grandi scienziati tedeschi e francesi.
Storicamente, il primo ripudio scientifico dell’ipotesi di Lomonosov di una origine biologica del petrolio proviene da chimici e studiosi di termodinamica. Con lo sviluppo della chimica nascente durante il diciannovesimo secolo, e soprattutto dopo l’enunciazione del secondo principio della termodinamica di Clausius nel 1850, l’ipotesi biologica di Lomonosov è caduta inevitabilmente sotto attacco. Il grande chimico francese Marcellin Berthelot disprezzò particolarmente l’ipotesi di una origine biologica per il petrolio. Berthelot per primo ha effettuato esperimenti che coinvolgono, tra gli altri, una serie di quelle che ora sono denominate reazioni di Kolbe e dimostrò la generazione del petrolio sciogliendo l’acciaio in acido forte. Produsse la serie di n-alcani e rese chiaro che questi sono stati generati in totale assenza di qualsiasi molecola o processo ”biologico”. Le indagini di Berthelot sono state in seguito ampliate e perfezionate da altri scienziati, tra cui Biasson e Sokolov, i quali osservarono tutti fenomeni simili e similmente ha concluso che il petrolio era estraneo alla questione biologica.
Durante l’ultimo quarto del XIX secolo, il grande chimico russo Dmitri Mendeleev ha anche esaminato e respinto l’ipotesi Lomonosov di una origine biologica per il petrolio. A differenza di Berthelot che non aveva dato alcun suggerimento su dove o come il petrolio potrebbe originarsi, Mendeleev affermò chiaramente che il petrolio è un materiale primordiale, che è eruttato da grande profondità. Con intuito straordinario, Mendeleev ipotizzò l’esistenza di strutture geologiche che chiamò “guasti profondi”, e correttamente identificò come il luogo della debolezza nella crosta terrestre attraverso il quale avrebbe viaggiato il petrolio dalle profondità. Dopo aver fatto questa ipotesi, Mendeleev è stato abusivamente criticato dai geologi del suo tempo, per la nozione di guasti profondi che era allora sconosciuta. Oggi, naturalmente, una comprensione della tettonica a zolle sarebbe inimmaginabile senza il riconoscimento dei guasti profondi.
3. L’enunciazione e lo sviluppo della moderna scienza del petrolio
L’impulso per lo sviluppo della moderna scienza del petrolio è venuto poco dopo la fine della seconda guerra mondiale, ed è stato spinto dal riconoscimento da parte del governo del (allora) URSS della necessità cruciale di petrolio nella guerra moderna. Nel 1947, l’URSS aveva (come i suoi “esperti” di petrolio avevano allora stimato) riserve di petrolio molto limitate, di cui la più grande erano i giacimenti di petrolio nella regione della penisola Abseron, vicino alla città del mar caspio Baku nelll’attuale Azerbaigian.[...] Nel 1947, i sovietici si resero conto che gli americani, gli inglesi e i francesi non avevano intenzione di consentire loro di operare in Medio Oriente, né nelle zone produttrici di petrolio dell’Africa, Indonesia, Birmania , Malesia, e in qualsiasi parte del lontano est, né tantomeno in America Latina. Il governo dell’Unione Sovietica riconobbe poi che le nuove riserve di petrolio sarebbero dovute essere scoperte e sviluppate in Unione Sovietica. Il governo dell’Unione Sovietica avviò un programma tipo il “Progetto Manhattan”, a cui è stata data la massima priorità per studiare tutti gli aspetti del petrolio, per determinare le sue origini e come le riserve di petrolio si sono generate, e per accertare quali potessero essere le strategie più efficaci per ela ricerca del petrolio.[...]
Nel 1951, la moderna teoria russo-ucraino delle origini del profondo petrolio abiotico è stata enunciata da Nikolai A. Kudryavtsev al congresso di geologia sul petrolia di tutta l’Unione. Kudryavtsev analizzò l’ipotesi di una origine biologica di petrolio, e ha sottolineò il fallimento delle pretese poi comunemente messe avanti a sostegno di questa ipotesi. Kudryavtsev è stato presto raggiunto da numerosi altri geologi russi e ucraini, tra i quali per primi c’erano PN Kropotkin, KA Shakhvarstova, GN Dolenko, VF Linetskii, VB Porfir’yev, e KA Anikiev. Durante il primo decennio della sua esistenza, la moderna teoria delle origini del petrolio è stata oggetto di contesa e di grandi polemiche.Tra gli anni 1951 e 1965, con la leadership di Kudryavtsev e Porfir’yev, un numero crescente di geologi pubblicarono articoli che dimostravano i fallimenti e le contraddizioni insite nella vecchia ipotesi di “origine biogenica”. Con il passare del primo decennio della moderna teoria, il fallimento della precedente ipotesi del XVIII secolo, di una origine del petrolio da residui biologici nei sedimenti in prossimità della superficie, è stata completamente dimostrata, l’ipotesi di Lomonosov screditata, e la
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