石油被譽為“工業(yè)的血液”,可見其在如今世界上的地位。事實上,從上個世紀60年代開始,針對石油就發(fā)生了大大小小上百次沖突,其中影響最大的三次分別的是:第一次石油危機、兩伊戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭。這三次不僅造成了全球經濟的劇變,更是讓整個世界陷入到了能源危機中。
早在石油還沒有出現危機的時候,就有化學家分析這類能源,試圖人工合成,但結果很不理想。那么石油到底有什么神奇之處呢?在大眾的認知中,它首先是古生物的遺骸,在地殼、高壓、缺氧、其他生物的共同作用下,發(fā)生了一系列復雜的物理化學反應。石油形成的條件太過于苛刻,人類根本模擬不出來。
人類每天消耗的石油以億噸來計算,已經持續(xù)了近100年,這樣的消耗量,石油目前還能再使用大約50年。有人會問,一個油田的石油量高達上億噸,如果這些石油都是古代生物變成的話,遠古真的有這么多生物嗎?
黑色的液體黃金
人類很早就發(fā)現了石油,據可考察到的線索,最早在公元前10世紀的古埃及,人們就在使用石油作為防水的一種工具,并且還將它用在了建筑領域。
“石油”這個名字,還是中國北宋著名科學家沈括命名的,當時沈括發(fā)現石油可以燃燒,燃燒會產生大量的黑煙,用陶瓷碗將燃燒的石油罩住,收集到的黑煙可以制作成墨條,是中國古代的墨水原料。著名詩人蘇東坡和王安石都使用過石油制作的墨條,沈括還預言,石油以后必將大行于世。
沈括的預言在800年后成為了現實,第二次工業(yè)革命時期,人類發(fā)明了內燃機,這是一種利用燃料燃燒提供動力高速運轉的機器,其效率遠超于人類之前一切的動力來源。而為它提供能量的,是當時還比較粗糙的柴油和汽油。這兩種燃料來自人類對石油的提煉,此外還有副產物煤油。隨著人類技術的提升,石油的產物也來越多,上至能驅動航天器升天的航空煤油,下至生活中最常見的塑料和石蠟。
可是石油的分布非常不均勻,有些國家一滴油都沒有,有的國家就如同飄在石油上面。石油在工業(yè)中的地位造就了它的價值連城,為了這種液體黃金,一些國家大打出手。
中東油田
中東地區(qū)儲存著全世界60%的石油資源,掌握了全球約三分之一的石油出口,為何它的石油資源如此豐富呢?
這得要追溯到中東地區(qū)的形成。中東地區(qū)從行政劃分來看屬于亞洲,但是它的板塊卻屬于印度洋板塊。它并非哪個大陸的原生陸地,而是非洲板塊東北部新元古代增生陸緣的一部分。
侏羅紀時期,亞歐大陸的西南部分是一片海洋,史稱特提斯海,又名古地中海,今天的地中海就是它的殘留。因為印度洋板塊對亞歐板塊的擠壓,特提斯海逐漸消失,中東地區(qū)的阿拉伯板塊從非洲板塊分離,朝著消失的特提斯海方向北移,原本富饒的海洋早已不見,那些海洋古生物的尸體被卷入了地殼里,經過反應生成了石油鎖在地殼里。
阿拉伯板塊撞上亞歐板塊的過程中,這些地殼合著那些石油一起,也被撞入了板塊之下,成為了阿拉伯半島上的一部分,有了今天中東地區(qū)的萬里油田。
石油的謎團
中東的石油戰(zhàn)爭讓多個國家的進口鏈條出現了斷裂,國家陷入石油荒,人們這才發(fā)現,離開了石油,正常的飲食起居都受到了影響。更令人絕望的是,石油是有限的,用完就再也沒有了。
這時有人提出建議,能不能分析出石油的化學成分,進行人工合成呢?比如鉆石,人們用普通的碳原子,模擬火山的環(huán)境,制造出了人造鉆石。很遺憾,鉆石是單質,成分更簡單,而石油是混合物,里面含有多種碳氫化合物,沒辦法人工制造。并且,石油的原料是古代的生物尸體,我們也找不來。
遠古的生物在死亡后,尸體因為地殼活動被掩埋在地下,這個時候再伴隨地球的火山活動,尸體在這種情況下發(fā)生了復雜的反應。生物的細胞含量最多的元素就是碳氮氫氧,這與石油的成分基本相同。相當于地球將這些有機生物進行了轉換,轉換條件是遠古的地質變遷,也難怪人類復制不出來。
可是有人提出了疑惑,地球上的大部分生物是在寒武紀大爆發(fā)的時候出現的,距今也大約5.3億年。在這期間的確有許多古生物出現,但若石油真的是古生物形成的,那么以一個油田擁有上億噸石油的情況來看,當時真的有那么多古代生物嗎?
人類發(fā)現的最古老的油田,距今大約5億年,可以推斷它形成于寒武紀末期。要知道,這些古生物不可能全部變成石油,有些會被分解,有些會變成化石,變成石油的肯定是少部分,按理來說,這個數量少于我們已知的石油探明量。
加拿大的魏曼教授發(fā)現了幾種細菌,它們能夠以二氧化碳為原料合成石油。因此人們猜測,石油除了這些古生物尸體外,還有一些細菌在里面生產,不然不可能有今天的石油儲量。但是有人反駁,魏曼教授發(fā)現的細菌并不是很古老,有可能是后來才進化出的新細菌種類。并且魏曼的細菌產出的油成分接近柴油,并非原油。
對此,只能說大部分的人對古生物的定義有誤,它包括的范圍不單單是會動的那些動物。
地球地質年代表
地球有大約46億年的歷史,根據考古的巖層劃分來制定地球不同時期的名字。我們所熟知的寒武紀、侏羅紀、白堊紀等都屬于比較靠后的地質年代了,而生命首次出現在大海里是大約38億年前。從38億年到5.3億,這30多億年的時間里,生命的數量超過了我們的想象。
年表中最大的時間單位是宙,宙下是代,代下分紀,紀下分世,世下分期,期下分時
最早的是冥古宙,這個時期是地球剛剛形成,經歷了最初的幾次撞擊,月球從地球被撞出去。冥古宙分為四個代,分別是隱生代、原生代、酒神代和早雨海代,最早的生物細菌出現在大約38億年前的早雨海代。
冥古宙之后是太古宙,這個時期我們比較熟悉,因為出現了一種生物藍細菌,早期被叫做藍藻。太古宙的代表被稱為太古代,根據時間劃分為始太古代、古太古代、中太古代和新太古代。藍細菌出現在大約36億年前的古太古代。
太古宙之后是元古宙,元古宙的代統稱元古代,細分為古元古代、中元古代和新元古代。這一時期因為有化石作為基礎,可以分為多個紀,其中第一次出現多細胞生物是在新元古代的最后一個紀——埃迪卡拉紀,距今約6億多年前。
最后一個是顯生宙,從大約5.3億年前開始一直到現在。這也就是我們開始比較熟悉的遠古世界。顯生宙被劃分為三個代,分別為古生代、中生代和新生代。
古生代分為寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀和二疊紀,這里面出現了我們現在所熟悉的古生物如三葉蟲,古生代持續(xù)了大約3億年。
中生代分為三疊紀、侏羅紀和白堊紀,因為這時期出現了最有名的恐龍,因此中生代又被稱為“恐龍時代”,持續(xù)了大約1.6億年。
新生代是目前地球地質年代上的最后一個時期,持續(xù)了大約6500萬年,理論上講,新生代的生物形成石油的概率并不大。
縱觀整個地球年代,我們會發(fā)現,生物大量出現在顯生宙,之前的三個時期都沒有多種類的生物。其實不是沒有,而是化石難以保存,人們無法得出究竟有哪些生物。因此前三個宙又被稱為隱生宙,即生物不太容易被看見的時期。
不可估量的古生物
那么顯生宙之前的生物究竟有多少呢?我們可以用藍細菌氧化整個地球作為例子。大約36億年前,藍細菌誕生,它們不是地球上第一個掌握光合作用的古生命,卻是第一個能夠釋放氧氣的早期生命。
早期的地球單細胞生物利用太陽能,將大氣中和水中的硫化氫分子作為原料,從中提取氫元素合成所需物質。這其中誕生了一種很霸道的生物——古菌。它們先一步進化出光合作用,然后形成菌毯附著在海洋表面和近海海域,利用太陽光中最豐富的綠光。而藍細菌晚來了一步,被古菌的菌毯覆蓋住無法使用綠光,也沒辦法獲取硫化氫。
為此藍細菌進化出了利用那些細碎的陽光劈開水分子,提取里面的氫。氫被藍細菌用掉了,剩下的氧形成了氣體,這就是地球歷史上第一個游離狀態(tài)的氧分子。它并沒有進入大氣層,而是被亞鐵離子還原了,隨后還有亞硫酸鹽離子等著氧氣。
要知道,現在地球上的所有的鐵礦和硫酸鹽沉淀,都是當年藍細菌的氧氣制造的,這個過程持續(xù)了多久呢?大約十億年?梢韵胂髤⑴c了這次氧化反應的藍細菌數量有多少。
而藍細菌只不過是隱生宙時期,古生物們的一個縮影,我們有理由相信,當時的生物數量絕對不比現在少,盡管單細胞生物們很小很低級,我們卻不能因為它們沒能在地質里留下明顯的痕跡就否認它們的存在。
并且早期生物都生活在海里,氧氣含量還不夠,整個生態(tài)系統都沒有形成,也不存在所謂的分解者,因此以藍細菌為代表的古生物,死后葬身大海有可能很久都不腐爛,這個過程中海洋里的物質與其發(fā)生反應,隨后在幾次地殼變遷中卷入,被封印在巖石里,直到20多億年后,人類把它們的另一種形式挖了出來,那就是石油。
結語
我們一提起古生物,就會想那些遠古的霸主,什么鄧氏魚、恐龍、翼龍、魚龍、滄龍等,卻總是忘了最不起眼的植物和底層微生物,如細菌真菌。然而我們現在使用的能源恰恰就來自這兩個家族,遠古植物形成了煤,遠古微生物形成了石油,我們最關心的動物,可能形成的化石比較多。
我們都小看了它們,也小看了地球,它們不管生命高等也好低等也罷,都會加以孕育,讓它們自由生長,甚至“縱容”它們制造出一場場滅世大災變。藍細菌將整個世界氧化,引發(fā)了3億年的休倫冰河期;植物榨干了二氧化碳,導致全球變冷雨林崩潰。它們也為此付出了代價,藍細菌差點滅絕于自己產出的氧氣,植物們也在那次崩潰中深埋地下成為了煤炭。