Editörün Notu: Bu ara sıra makaleler, hayatlarımızdaki ve yaptığımız kimyadaki hayati şeylere bakar.
Bugün ABD’nin ulaşımının can damarı olan petrolün, milyonlarca yıl önce yaşamış olan küçük organizmaların kalıntılarıyla başlayacağı düşünülüyor, ancak tam kimyasal dönüşüm biraz gizemli. Yeni araştırmalar, Dünya'nın karanlık karanlık bağırsaklarında yaşayan mikroorganizmaların oynadığı role bakıyor.
Bilim adamları azınlık başka türlü söylüyorlar, ancak çoğu jeolog, zeminden pompaladığımız petrolün (ve daha sonra benzin ve diğer yakıtlara dönüştüğünü) çoğunlukla yosun ve plankton gibi deniz yaşamının fosillerinden geldiğini düşünmektedir.
Arizona State Üniversitesi'nde biyogeokimyacı olan Everett Shock, “Biyojenik kökenini destekleyen birçok kanıt var” dedi. "Bazı petrol molekülleri, örneğin, bakteriyel hücre zarlarında bulunan lipitleri andırır."
Okyanustaki ölü malzemenin çoğu bakteriler tarafından geri dönüştürülürken, lipidler “yemeye en az arzu edilenler” olan sert, yağ benzeri moleküllerdir. Genellikle geçip, çökelti tabakaları altına gömüldükleri ve sonunda petrole dönüştükleri deniz tabanına düşerler.
Organik kalıntılar kayaya gömüldüğünde, çoğu bilim adamı biyolojinin bittiğini ve jeolojinin üstlendiğini varsaymışlardır. Bununla birlikte, son birkaç on yılda yapılan derin sondaj çalışmaları, petrolün oluştuğu derinliklerde, yüzlerce metre yükseklikte yaşayan bakterileri keşfetmiştir.
“Bu mikroorganizmalar organik materyali petrole dönüştüren reaksiyonlara doğrudan mı karışıyor?” Şok sordu.
Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen bir araştırma grubunun başında, bu derinlerde yaşayan mikropların neler yaşayabileceğini ve petrol kimyası üzerinde ne gibi etkilerin olabileceğini bulmayı amaçlıyor.
Yağ aküsü
Bazı belirsizlikler petrolün tam kimyasal yolunda kalsa bile, başlangıç noktası şüphe içinde değildir.
Chevron'daki bir araştırma uzmanı olan Barry Katz, "En büyük enerji kaynağı güneştir ve petrol sadece bir bataryadır" dedi.
Bitkiler ve bazı bakteriler karbondioksiti şeker haline dönüştürmek için güneş ışığını kullanırlar. Depolanan bu kimyasal enerji besin zinciri boyunca geçer ve birkaç "kırıntı" yeraltına gömülmeye başlar.
Bir kez orada, bu organik madde ısı ve basınç ile kerogen adı verilen karmaşık bir karışıma dönüştürülür. İlk bileşenlere ve jeolojik koşullara bağlı olarak, kerojen kömür (çoğunlukla odunsu bitkilerden elde edilen katı bir karbon bakımından zengin yakıt) veya hidrokarbonlar (alglerden ve çeşitli lipit içeren bitki kısımlarından gelen nispeten hidrojen açısından zengin bir madde) üretebilir.
Hidrokarbonlar tipik olarak uzun zincirli karbon ve hidrojen atomlarıdır. Daha küçük hidrokarbon molekülleri (metan, propan ve bütan gibi) doğal gazda bulunur. Daha büyük hidrokarbonlar (heksan ve oktan gibi) petrolü oluşturur.
Bahsedildiği gibi, belirli kerojen türleri hidrokarbonlar oluşturacak ve serbest bırakacaktır - tipik olarak sıcaklık 212 derece Fahrenhaytın (100 santigrat derece) üzerine çıktığında.
Katz, "Bu çok verimsiz bir süreçtir," dedi. "Okyanusta büyüyen organik materyalin yüzde 1'inden azı hidrokarbonlar haline gelir."
Yağ oluştuğunda bile, her zaman dayanmaz. Bazıları yüzeye kadar göç eder, burada yağ yiyen mikroplar daha iyi kısımlarını tüketir (sözde katran kumları oluşturur). Bunun olmasını önlemek için petrolü bir rezervuarda tutabilen jeolojik bir oluşumun olması gerekmektedir.
Bu yağ aküsünün "şarj edilmesi" 1 milyon ila 1 milyar yıl arasında bir zaman alabilir, kullandığımız petrolün çoğu 100 milyon yıl kadardır.
Enerji tahliye
Kimyasal olarak depolanmış güneş enerjisi, petrol oluşumunun uzun ve karmaşık süreci tarafından kesilir.
"Petrol zemini düşük bir enerji durumunda," dedi Şok WordsSideKick.com. “Sadece yüzeye çıkıp oksijen atmosferine soktuğumuzda enerjik olur.”
Gömülü organik materyalin azaltılmış enerji potansiyeli şu soruya cevap veriyor: derinlerde yaşayan mikroplar neler yaşıyor?
"Ne yaptığını bilmiyoruz," diye sordu Shock. "Biz yeni tanıştık."
Bir olasılık, hidrokarbonlar ile aynı zamanda kerojenden atılan küçük organik yan ürünleri yemeleridir. Diğer olasılık, bu doyurucu böceklerin, yağ yaratan ve kendileri için kalan enerjinin bir kısmını sifondan geçiren reaksiyonları katalize etmeye aktif olarak yardımcı olmalarıdır.
Yüksek hızda simüle
Şok ekibi, bakteriyi destekleyebilecek sürecin herhangi bir yönü olup olmadığını görmek için laboratuvarda petrol üretmeyi planlıyor.
Bu, bilim adamlarının doğal petrol oluşumunu simüle ettikleri ilk zaman olmayacak. Pişirme işlemini hızlandırmak için, araştırmacılar genellikle sıcaklığı birkaç santigrat dereceye çıkarırlar.
Şok, "Kimse bir denemenin bitmesi için yaklaşık 10 milyon yıl beklemek istemiyor" dedi.
Varsayım, aynı reaksiyonların hem yüksek hem de düşük sıcaklıklarda gerçekleşmesidir, fakat kimse bunun böyle olduğundan emin olamaz.
Şok, “Petrollere çok bağımlı olduğumuzun kayda değer bir önemi var ve henüz tüm gory detaylarında nasıl yapıldığını gerçekten anlamıyoruz” dedi.
Belki bu yeraltı mikropları eksik parçaları doldurmaya yardımcı olacaktır.