Elhuyar zientziaren komunikazioa

Petrolioa lurraren erditik

1987/04/01 Gold, Tom Iturria: Elhuyar aldizkaria

Guztiok dakigu jakin, petrolioa garai bateko animalia eta landareen hondakinetatik datorrela. Suedian hasi berri den zulatze-proiektu batek, guztiok oker gaudela demostratu nahi du.

Gehienek petrolioa eta gas naturala (metanoa da ia erabat) substantzia biologikoetatik datozela uste dute. Landare eta animalien hondakinak lurperatuak izan ondoren presio eta tenperatura handiak pairatu eta hidrokarburo bilakatu direla dio teoriak. Duela 100 urte lehenengo aldiz teoria hau plazaratu zenean, posible zen bakarra zirudien, lurrazalean eta sakonean agertzen ziren likido arrotz horien iturburua adierazi nahi bazen. Garai hartako kimikarientzat ezinezko zen petrolioa bezalako hidrokarburoak biologiaren laguntzarik gabe sor zitezkeela pentsatzea. Guztiak konposatu organikoak ziren.

Bazegoen gainera teoria honi laguntzen zion beste faktore bat: orduko zientzilariek Lurra garai batean urtutako pilota bat izan zela eta ondoren hoztuta solidotu egin zela uste zuten. Horrelako egoera ezin zuen inolako hidrokarburok gainditu eta aukera gutxi zegoen hidrokarburoak urtutako masatik edo hoztutako beste produktuetatik sortzeko. Abiapuntu hau hartuta, petrolioaren jatorria hondakin organikoetan zegoela pentsatzea erabat zilegi zen.

Hala ere, baziren ados ez zeuden eritziak; Dimitri Mendeleiev kimikari errusiar ezagunarena horietako bat. Petrolioaren jatorriari buruzko tratatu bat idatzi zuen, non petrolioaren iturburua lurraren sakonean zegoela aldarrikatzen bait zuen. Bere ikuspegiaren aldeko arrazonamendu asko eman zuen eta hauetako asko zilegi dira oraindik.

Jatorri biologikoari buruzko zalantzak ez ziren horrenbestez bukatu. Zientzilari asko, Sobietar Batasunean batez ere, jatorri ez-biologikoaren aldeko proben bila ibili da, eta baita bildu ere. Hala ere, jatorri biologikoaren teoriak tinko dirau; are eta gehiago bere aldeko proba kimikoak pilatzen diren heinean. Petrolioak molekula konplexuak ditu, zeintzu markatzaile biologiko espezifikoak bait dira; fosil kimikoak alegia.

Gainera petrolioaren zenbait frakziok aktibitate optikoa darakusa, hots, argiaren polarizazio-planoa biratzeko gai dira. Aktibitate optikoa duten molekulek argi polarizatua ezkerrerantz ala eskuinerantz desbideratzen dute. Substantzia jakin batean, molekula batzuek eskuinerantz desbideratuko dute argi polarizatua eta ezkerrerantz beste batzuek.

Normalean, molekula-kopuru handiak elkarturik egoten direnez, ezkerreranzko desbidazioa eskuineranzkoaren berdina da eta efektua osorik hartuta desbidaziorik ez egotea da. Izaki bizidunek, substantzia organiko bat sintetizatzen dutenean, molekula-mota bakar bat sintetizatzen dute; argi polarizatua eskuinerantz desbideratzen duena ala ezkerrerantz desbideratzen duena bakarrik. Beraz, jatorri biologikozko substantzietan mota bakar bat dagoenez, argi polarizatuaren desbidazioa jazoko da. Beraz, aktibitate optikoa jatorri biologikoaren adierazle da.

Bi geraera hauek arazoa betirako garbitu zutela zirudien; petrolio eta metanoaren jatorri biologikoa, eta beste hidrokarburoena era berean, frogatua zegoen.

Hala eta guztiz ere, arazoak hor zirauen. Petrolioaren banaketa geografikoa ez dago oso argi. Bestalde, aurkitutako petrolio eta gas naturalezko hobiek, aurrez pentsatutakoa ehun aldiz gainditu dute. Aurrez egindako estimaziotan, jatorri biologikoa hartu zen kontutan.

Hidrokarburkoak biologiarik gabe sintetizatu ezin zitezkeenaren eritziak, bere horretan jarraitu zuen astronomilariek hidrokarburoak Eguzki-sisteman karbono-konposaturik arruntenak zirela aurkitu arte. Jupiter, Saturno, Urano eta Neptunok, metano eta beste hidrokarburozko kantitate itzelak dituzte eguratsean. Titan-ek, Saturnoren sateliteak, metanozko eta etanozko hodei trinkoak ditu eguratsean. Kometa eta asteroideek hidrokarburo-mota batzuk dituzte. Zaila da biologiak material hori sortua izatea.

Zulatze-lanak prestatzen Suedian.

Lurra arroka likidozko pilota baten moduan eratu zeneko ideia, aspaldi utzi zuten alde batera. Orain badakigu jakin, Lurra solidoen metaketaren ondorioz sortu zela. Fusio partzial batek, arroka arinezko geruza bat eratu zuen, zeina lurraren kanpo-geruza osatzen duen mantu solidotik disgregatu bait zen. Beraz mantu horretatik fluido hegazkorrak sortu zirela pentsatzea zilegi da.

Ozeanoen ura eta eguratseko nitrogenoa horrela sortu ziren. Karbono elementua Lurraren gainazalean eta jalkinetan (oxidatua karbonato moduan eta oxidatugabea ikatz moduan) ugaria da. Hala ere, karbonoa oinarrizko arrokan (zeintzuen higaduraz jalkinak sortzen bait dira) osagai minoritarioa da.

Beraz karbonoak sakoneko mailetatik igo egin behar izan du fluido moduan, kanpo-geruzan horren ugaria izateko. Gainera, antza denez denbora geologiko guztian zehar aritu da azaleratzen, jalkin berrienetan ugariagoa izateak adierazten duen legez. Karbono(IV) oxidoa eta metanoa izan daitezke fluido horien osagai garrantzitsuenak. Eguratsa oso oxidatzailea izanik, karbono guztiak karbono(IV) oxido moduan bukatu zuen bere bidea.

Meteoritoak, gorputz planetarioak sortu zireneko garaien lekuko dira. Hauen konposizioak garai hartako gorputzen konposizioaz informazioa eman diezaguke. Meteorito-mota guztien artean bat bakarrik egon daiteke karbonoa Lurrera kantitate handitan ekartzeko moduan; kondrita karbonotsua hain zuzen. Kondrita karbonotsuek, Lurraren sakontasunean lurperaturik presio eta tenperatura altuak pairatuz, hidrokarburo likidoak (metanoa nagusi izanik) sortu zituzten.

Era berean karbono(IV) oxidozko kantitate txikiak sortzea ere posible da. Hasiera batean hala ere, karbono hori kontrita karbonotsuak osatzen dituzten hidrokarburo ia solidoen moduan egongo zen. Lurreko hidrokarburoen iturburua biologiaren ondorio zenaren usteak ez du beraz oinarri sendorik.

Erupzioek azaleratu izan dituzte diamanteak sakonera handitatik. Diamantea karbono hutsezko forma da eta 150 km-ko sakoneran dauden presioak behar ditu eratzeko. Argi dago beraz, oxidatu gabeko karbonoa ugari dagoela hor behean. Horiek horrela, zilegi da diamantearekin batera karbonoaren beste forma erreduzitu batzuk ere (metanoa esaterako) egongo direla pentsatzea. Metanoa alegia, diamanteen arteko poroetan detektatu izan da.

Geologoek denbora luzez, hor behean dauden tenperatura eta presio altuek metanoa eta beste hidrokarburoak disoziatuko zituztela uste izan dute. Orain egin diren azterketek ideia horri kontra egiten diote, termodinamikaren kalkulu berriek bezalaxe; zeren presio ikaragarri horiek molekulak egonkortu egingo bait dituzte. Presio- eta tenperatur baldintza horietan petrolioaren osagai diren molekula-motak egotea espero dute. Ez dago, tamalez, hori laborategian demostratzerik; laborategitan ez bait da lortu horrelako presio- eta tenperatur baldintza gogorrik.

Pentsa kondrita karbonotsuaren egosketak karbonoa eta hidrogenoa ematen dituela, eta honen ondorioz metanoek molekula astunenekin batera goranzko bidea hartzen duela. Igoeran magma likidoa dagoen tokietatik igarotzen bada, orduan, magman dagoen oxigenoak fluido hauek oxidatuko ditu eta azalera ura eta karbono(IV) oxidoa iritsiko dira. Baina fluidoak arroka arteko zulo, zirrikitu eta arrakalduretatik gora badoaz, arroken gainazalean dagoen oxigenoa aurki ahituko da eta metanoa eta petrolioa aldaketarik gabe bidearen bukaeraraino iritsiko dira. Petrolioa eta gasa sakonera txikiko jalkinen poroetan pilatuko dira.

Kutsadura biologikoa

Petrolioan dauden fosil molekularrek eta beste molekula biologikoek, material biologikoaren bidezko kutsadura besterik ez dute adierazten. Kutsaduraren iturria, petrolioaz elikatzen diren bakterioengan dago. Kimikariek, ia petrolio guztietan hopanoide izeneko konposatu-mota aurkitu dute. Konposatu-mota hau bakterioen zelulen paretean sortzen da. Gainera petrolioak, beste kutsatzaileak jalkinetan dagoen materia organikoan zehar migratzen duenean hartzen du. Seguraski, jendeak gauza hauek lehenago ezagutu izan balitu, petrolioaren jatorri biologikoaren teoriak ez zituzkeen horren sendo onartuko.

Zenbait kimikarik, beren zalantzak plazaratzen jarraitzen zuen; petrolioa hidrogenoz aseta zegoen lurperatutako material biologikoan eta hidrogeno-eskasia espero zitekeen. Hauentzat petrolioa, biologikoki kutsatutako substantzia abiologikoa gehiago zen jatorri biologikozko zerbait baino.

Hala ere, jatorri biologikozko teoriek duten arazorik handiena, helioa egotea da. Petrolio eta gas natural ugari duten Lurraren zona askok, helio ugari du aldi berean. Komertzialki erabiltzen den helioaren iturria, gas naturala da. Helioa metanoarekin asoziatua agertzen ez den oso leku gutxi da Lurrean. Erlazio hau azaltzea ezinezkoa da, baldin eta metanoaren jatorria lurperatutako hondakin biologikoak direla esaten bada. Biologiak ezin izan du parterik hartu helioaren kontzentrazioan, helioa gas geldoa denez gero.

Bestalde, hidrokarburoak globalki nola banatuta dauden ikusteak, jatorri biologikoaren teoriari azaroak sortzen dizkio. Ekialde Hurbilak zergatik du horrenbeste hidrokarburo? Turkiako hegoekialdeko mendiek, Tigris ibaiaren ibarrak, Pertsiako mendi tolestuek, Pertsiako Golkoak eta Saudi Arabiako ordeka launek zerikusi gutxi dute elkarrekiko, petrolio eta gasez ondo hornitutako putzuak izatetik at. Inork ez du aurkitu eskualde horiek lotzen dituen ezer. Petrolio-eremuak aro geologiko desberdinetakoak dira, eta aldi berean gordailuei eusten dieten harri-motak ere desberdinak dira. Hondakin biologikotan diren jalkinak aurkitzeko saioak, ustel gertatu dira eta horrenbeste gas eta petrolio sortzen duen iturriari buruz ez dago akordiorik.

Gainera, hidrokarburo-hobiek pilaketa bertikala erakusten dute. Petrolioa edo gasa sakonera txikitan dituzten hobiek, maiz sakonago ere izaten dituzte beste batzuk eta inoiz oinarrizko arrokaren azpian ere bai.

Lurrean oso sakon lurperatuak dauden materialak hobien oinarri direla onartzen badugu, hobiak desberdin banatuak egongo dira eta ez dute erlazio sinplerik Lurraren azalaren egoerarekiko. Lurralde batean pilatzen den gas edo petrolio-kantitatea, zenbait faktoreren araberakoa da; behe-mailetatik datorren horniduraren garrantzia eta goranzkako migrazioari lagun diezaiokeen faila eta beste fenomeno tektonikoen magnitudearen araberakoa adibidez. Ekialde Hurbilean horniketak emankorra dirudi; zulo guztiak betetzeko adinakoa. Espero dezakegu beraz hobiek pilaketa bertikala izatea.

Petrolio eta gasarekin batera gertatzen diren beste fenomenoak ere, uler ditzakegu. Helioa, harrien erradioaktibitatearen ondorio da nagusiki. Gasak, bere goranzko bidaian harrapatu eta garraiatu egingo luke. Helio eta metanoaren asoziazioak, metanoak distantzia luzea egin duela (sakonera handitatik datorrelako seguraski) adierazten du. Merkurioa eta beste aztarna-osagaiez berdintsu pentsa daiteke. Kerogenoa (batzuen ustetan landare-jatorrikoa da), gorantz zihoan gas eta hidrokarburoen hauspeaketaz sor zitekeen. Aurkitzen ditugun arrazoi guzti hauek emanda ere, Lurreko hidrokarburoek jatorri biologikoa dutenaren ideia zaila da baztertzen.

Jatorri ez-biologikoaren teoria frogatzeko, hidrokarburo-hobi handiak aurkitu behar dira biologiak hobi horien eraketan parte hartzeko aukerarik izan ez duen tokiren batean. Eskandinaviako aintzinako granito-geruzak dirudi egokiena horretarako. Azpiko geruzari hidrokarburoa balerio, Suediako granitoa hidrokarburotan aberatsa den zona baten gainean legokeela esan nahiko luke. Honek, Norvegian dauden hobi aberatsak nola sortu diren adieraziko luke. Badakigu gainera, Suediko granitoaren arrakaldura askotan bike-hobiak (azpikaldean darizkion hidrokarburoetatik sortutakoak) daudela. Suediako granitoan porositate-zonarik balego, gasa eta petrolioa edukitzea espero daiteke.

Ideia hauek buruan nituela Suediako Energi Bulegoarekin harremanetan jarri nintzen. Hango talde batek, Tord Lindbo-ren zuzendaritzapean dagoenak, nere asmo beretsuak zituen. Harri porotsua egon daitekeeneko zonen artean, Suedia zentraleko Siljan eraztunak, (Europan meteoritoek sortutako inpaktu-kratererik handienak) zirudien egokiena. Ikerketak hasi bezain laster, ebidentzia asko topatu zen egiturari gasa eta petrolioa zerizkionaren alde. Aspalditik zekiten inguruko baserritarrek ur-putzuek gas erregaiak sortzen zituztela. Gainera, ikerlariek kraterearen jalkin-hobi txikietan petrolio-jario asko topatu zuten.

Hiru urteko ikerketen ondorioz, Lurreko petrolio eta gasetan aberats diren zonen gas-jarioetan gertatzen diren fenomeno guztiak, Suediako area honetan ere gertatzen dira, argi gelditu zenez. Ikerlariek, jariotako metanoaren oxidazioaz eratutako karbonato bereziak topatu zituzten eta baita jarioei laguntzen dien aztarna-metal batzuk ere. Taldeak, bostehun metroraino zulatu zituen zazpi zuloetan metanotik deribatutako karbonoa topatu zuen eta baita hidrogenoa, metanoa, etanoa, etilenoa eta propanoa ere.

Datu gehiago lortzen da, grabitatearen azelerazio lokala neurtzen denean. Lurrazpian dauden harriak trinkoak baldin badira, grabitatearen azelerazioa handiagoa izango da bestela baino. Kasu honetan, oso balio baxuak neurtu dira, beste inpaktu-kratereetan neurtutakoekin konparatuz. Geologoen ustetan, harriaren porositate-handiagatik gertatzen da honela.

Poroek betetzen duten espazioa oso handia da grabitatearen neurketek adierazten dutenez. Hauek gasez beteta baldin badaude, area hau munduko gas-eremurik garrantzitsuenetakoa izango da. Hala ere urez bateak egon daitezke, nahiz eta gainazlean agertzen diren petrolio- eta gas-seinale asko daudela kontutan harturik hau guztiz zalantzazkoa izan. Nahiz eta poroen zati txiki bat bakarrik hidrokarburoz beterik egon, komertzialki erabilgarria izan daiteke eremua.

Joan den udan Suediako Energi Bulegoak zulatze-programa berri bati ekin dio. 4.500-6.000 metroko sakoneraraino iristeko asmoa dago. Suediako saio honek gauza asko argi ditzake hidrokarburoen jatorriari buruz. Ikerlari suediarrek granitotako sakonera honetan hidrokarburoa nahikoa topatzen badute, iturri biologikoak ez dirudi posible. Gas-kantitate handiak aurkituko balira, (komertzialki ustiratu ahal izateko modukoak) oraindik behe-geruzari gasa dariola esan nahiko luke. Gainera, susmatzen ez den beste toki askotan ere gauza bera gerta daiteke. Horregatik, hidrokarburo-hobi gehiago ezagutu daiteke eta baliabide hauen erreserba ezagunak hazi egingo dira.

Beraz Siljan eraztuneko zulatze-programa inportantea da, eta ez saio zientifiko bezala bakarrik harturik. Munduko energi horniketarako ere garrantzi handia izan dezake.

Gehitu iruzkin bat

Saioa hasi iruzkinak uzteko.

Saioa hasi

Erabiltzaile-izenik ez baduzu, eman izena

Pasahitza ahaztu zait

Jarraitu Zientzia.eus

Eduki gehiago

Gehitu zure bloga

Zientzia app

Webgune honek cookieak erabiltzen ditu zure nabigazio-esperientzia hobetzeko. Nabigatzen jarraitzen baduzu, ulertuko dugu cookie horien erabilera onartzen duzula. Onartu
Informazio gehiago
Babesleak

Kultura eta Hizkuntza Politika Sailak (Hizkuntza Politikarako Sailburuordetzak) diruz lagundua

Eusko Jaurlaritzako Industria, Merkataritza eta Turismo Saila
Gipuzkoako Foru Aldundia