كيف تصبح المواد العضوية الوقود الأحفوري؟

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

تتنفس النباتات والطحالب في ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، وتستخدم ضوء الشمس والماء لتحويله إلى الكربون الذي يصنع أنسجته وطعامه. ومع موت النباتات البدائية والطحالب والمخلوقات ، أخذوا الكربون المحبوس معهم إلى قاع المستنقعات القديمة. وبمرور الوقت ، وعبر الغابات الشاسعة ، تراكمت رواسب هائلة من المواد النباتية ، وبدورها كانت مغطاة بالرمال والطين والمعادن والصخور بالتناوب. ومع ضغط مواد التغطية على المادة العضوية الغنية بالكربون ، تغيرت في النهاية إلى أحد أنواع الوقود الأحفوري.

فحم

والمستنقعات الخثية والأراضي الرطبة حيث تتراكم كميات كبيرة من المواد النباتية وتغرق ببطء وبهدوء ، هي مشاتل حقول الفحم. تم تحويل المادة العضوية المحمية من التأثيرات التآكلة لموجات المحيطات والأنهار إلى خث من خلال عمل البكتيريا والفطريات والأكسجين من الغلاف الجوي الذي يغير المادة النباتية ، كما هو الحال في درجة الحموضة في المياه المحيطة. مرة واحدة "قد تم استنفاد الأوكسجين في الجفت والبكتيريا اللاهوائية… مواصلة عملية التدهور ".

بعد أن تتحول المواد النباتية إلى الجفت ، يتم دفنها بواسطة الرواسب. على مدى ملايين السنين ، يضغط الضغط من الأعلى والحرارة من الأرض ويتبخر أي رطوبة متبقية من الخث ويتحول إلى فحم.

يبقى الفحم مصدرا للوقود يستخدم على نطاق واسع. في عام 2011 ، أنتجت الصين 3،844،942 طنًا قصيرًا من الفحم (أكثرها في العالم) ، تلتها الولايات المتحدة بـ 1،094،336. وبالمثل في نفس العام ، استهلكت الصين كمية مساوية لإنتاجها ، 3،826،869 طن قصير ، بينما فعلت الولايات المتحدة الشيء نفسه ، حيث استهلكت 1،003،066 (وهو مبلغ يساوي تقريباً الفحم المستهلك في كل أوروبا).

النفط والغاز الطبيعي

تبدأ البترول بوجودها مع رواسب من "العوالق النباتية والطحالب والكائنات البحرية الأخرى" التي تموت وتهبط إلى قاع البحر ، مما يشكل في النهاية رواسب كبيرة من المواد العضوية. تتكسر البروتينات والسليلوز في وقت قريب ، تاركاً فقط "جزء واحد من المادة العضوية… الجزء الدهني [الذي] يحتوي على السلائف التي نجدها في النفط الخام."

ومع تزايد تراكم طبقات الترسبات ، يتم ضغط الطبقات الموجودة في الأسفل ، مما يزيد من درجة الحرارة. على مدى ملايين السنين ، يتم تغيير الجزيئات العضوية البسيطة إلى جزيئات معقدة تسمى kerogens. جنبا إلى جنب مع ما تبقى من الدهون ، مع مرور الوقت يتم "كسر" kerogens عن طريق الضغط والحرارة وتحويلها إلى النفط. واعتماداً على ترتيب وتكوين الكربون النفطي والهيدروجين ، سيكون الهيدروكربون سائلاً (زيتياً) أو غازياً (غاز طبيعي).

يمكن أيضًا تكوين الغاز الطبيعي بيولوجيًا ، عندما تتحلل الكائنات الدقيقة الخاصة ، المسماة الميثانوجينات ، المواد العضوية كيميائياً ، وتنتج الميثان. عند إنتاج غاز طبيعي مفيد ، توجد هذه الميثانوجينات في أماكن خالية من الأكسجين ولكن بالقرب من سطح الأرض. عند إنتاج فرتس محرجة وغير مفيدة ، توجد هذه الميثانوجينات في أمعائك. أحد الأمثلة الشائعة للغاز الطبيعي الذي يتم إنتاجه بيولوجيًا خارج جسمك هو ذلك الذي يتم توليده في مدافن النفايات.

في عام 2011 ، كانت بلدان الشرق الأوسط ، مجتمعة ، تنتج أكثر من 27 مليون برميل النفط يوميا ، مع المملكة العربية السعودية وحدها ، واستخراج أكثر من 11 مليون برميل يوميا. كان لدى روسيا والولايات المتحدة معدلات إنتاج قابلة للمقارنة عند حوالي 10 ملايين برميل في اليوم. وعلى الرغم من أن العديد من البلدان استهلكت كمية لا بأس بها من النفط في عام 2011 ، فإن حصة الأسد ذهبت إلى الولايات المتحدة ، التي استهلكت قرابة 19 مليون برميل من النفط كل يوم ، وهو مبلغ يزيد على ضعف ما استخدمه الصينيون الذين لديهم ثلاثة أضعاف عدد السكان.

بالنسبة للغاز الطبيعي ، فإن الأرقام ليست بالقدر الكافي. على الرغم من أن دول الشرق الأوسط أنتجت كمية كبيرة من هذا أيضًا (حوالي 18،000 مليار قدم مكعبة في 2011) ، قادت الولايات المتحدة وروسيا الإنتاج بحوالي 22،000 مليار قدم مكعب لكل منهما. وقد استهلكت الولايات المتحدة لهذا المورد المتناهي حوالي 1500 مليار قدم مكعب أكثر مما أنتجت في عام 2011 ، في حين أن روسيا كانت لديها فائض أدى إلى ما يقرب من 8000 مليار قدم مكعب من صادرات الغاز الطبيعي.

الكوكب العطشى

مع تزايد الضغط على هذه الموارد المحدودة من قبل عالم دائم التطور ، يبحث المنتجون باستمرار عن مصادر جديدة للوقود الأحفوري ، بما في ذلك حصاد النفط من الرمال النفطية.

اندلع جدل حديث في أمريكا الشمالية حول خط أنابيب كيستون XL ، وهو قناة مقترحة تربط حقول الرمل النفطية في ألبرتا ، كندا ، عبر سلسلة من المراحل لمصافي ساحل الخليج في الولايات المتحدة.

في حين أن معارضي خط الأنابيب قلقون بشأن الانسكابات والإفراج عن المزيد من الكربون في الغلاف الجوي (قراءة: ظاهرة الاحتباس الحراري) ، في ذروة الجدل ، قبل فترة قصيرة من الانتخابات الرئاسية الأخيرة في يونيو 2012 ، وفقا لاستطلاع راسموسن ، 60 النسبة المئوية للناخبين المحتملين في الولايات المتحدة فضلوا بناء خط الأنابيب.