Наиболее весомый аргумент в пользу неорганической теории состоит в том, что углеводороды есть не только на Земле, но и в метеоритах, хвостах комет, в атмосфере других планет и в рассеянном космическом веществе. Так, присутствие метана отмечено на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. На Титане, спутнике Сатурна, обнаружены реки и озёра, состоящие из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена. Если на других планетах Солнечной системы эти вещества могут образовываться без участия биологических объектов, почему это невозможно на Земле?
Гипотеза неорганического происхождения базируется на том, что углеводороды образуются в мантии Земли
Есть и космическая гипотеза происхождения нефти. По мнению геолога В. Д. Соколова в далекие времена Земля была окутана газом, состав которого включал углеводороды. Постепенно охлаждаясь, газ переходил в жидкое состояние, а углеводороды растворялись в густой магме. Далее по законам физики магма твердела и выделенные из неё углеводороды поднимались по трещинам вверх, образуя залежи газа и нефти. Естествоиспытатель В. Сальников выдвинул свой вариант этой гипотезы, предположив, что некая планета упала на Землю, спровоцировав вулканическую и горообразующую активность. Содержащиеся в её составе углеводороды были залиты мощными потоками вулканического пепла и грязи и ушли глубоко под землю, где в результате давления и действия высоких температур они превратились в скопления нефти и газа.
Помимо трёх основных теорий происхождения нефти существует ещё несколько альтернативных версий.
Животная гипотеза описывает происхождение нефти как процесс скопления жира морских животных.
«Органическая в неорганической». Эта теория носит смешанный характер и основывается на особенностях тектоники плит земли. Подразумевается втягивание органического вещества в глубокие неорганические зоны.
Магматическая теория происхождения нефти. По ней нефть образуется в магме в небольших количествах, а после поднимается по разломам и трещинам, заполняя пористые песчаники.
Климатическая. Это одна из современных теорий происхождения нефти, разработанная российскими учёными из Института проблем нефти и газа РАН. Они считают, что дождевая вода содержит углерод в виде гидрокарбоната. Он попадает в землю, там преобразуется и попадает в природные резервуары, называемые осадочными бассейнами. Согласно этой гипотезе, таким образом формируется 90 % нефти, и только 10 % её было получено в результате разложения органических останков животных и растений. И тогда скорость восстановления нефтяных запасов происходит не тысячелетиями, а всего лишь десятками лет. Эти учёные считают, что чем интенсивнее человек будет перерабатывать углеводороды, тем быстрее они будут попадать обратно в землю и образовывать новые нефтяные массы.
Из метана. Гипотеза Томаса Голда говорит о происхождении нефти из глубинного метана, исходящего из мантии Земли. Голд допускал, что этот метан может частично перерабатываться при участии микроорганизмов (глубокая горячая биосфера), что, по его мнению, должно объяснять наличие биомаркеров в нефти.
В последнее время был открыт ряд нефтяных месторождений ниже так называемого «нефтяного окна», что заставило некоторых учёных сомневаться в теории осадочного происхождения нефти. Нефтяное окно соответствует температурам в земной коре +50–150 °C и глубинам от 2,3 до 4,6 км; ниже него находится газовое окно. Обнаружено множество сверхглубоких месторождений в Мексиканском заливе (от 7,8 до 10,7 км), месторождение Кариока Шугар Лоуф на бразильском шельфе Атлантики при глубине залегания продуктивных горизонтов свыше 5,5 км.
Эксперименты российских, американских, западноевропейских и китайских учёных показали: из неорганических компонентов при высоких давлениях и температурах, сходных с условиями верхней мантии Земли, синтезируется смесь тяжёлых углеводородов, сходная по своему составу с природной нефтью, количество которой возрастает с ростом давления. А присутствие биомаркеров в природной нефти может быть связано не с их органическим происхождением, а с накоплением в ходе фильтрации через осадочные слои, содержащие органические вещества.
Обнаружено множество сверхглубоких месторождений в Мексиканском заливе
Характеристики нефти могут значительно различаться для разных месторождений.
Она состоит из углерода – 83–87 %, водорода – 12–14 % и серы – до 7 %. Также в нефти присутствует до 1,7 % азота и до 3,5 % кислорода в виде разнообразных соединений. В очень небольших количествах бывают редкие металлы (медь, хром, молибден, железо, никель).
В зависимости от того, каким образом в составе нефти сочетаются разные углеводороды, она бывает прозрачной и текучей либо вязкой.
Чистые углеводороды бесцветны. Цвет нефти придают разнообразные примеси, в основном смолы.
Основные ресурсы нефти сосредоточены в мезозойских и кайнозойских отложениях, сформировавшихся от нескольких десятков млн до 250 млн лет назад. Однако добыча нефти ведётся и из палеозойских отложений (до 500 млн лет назад), а в Восточной Сибири – даже из отложений верхнего протерозоя, которым более полумиллиарда лет.
Многочисленные нефтяные месторождения встречаются в отложениях девона (420–360 млн лет назад).
Некоторые гигантские и крупные месторождения (Иран, Ирак) нефти находят в отложениях палеогена (66–23 млн лет назад). Известны месторождения нефти в четвертичных породах возрастом менее 2 млн лет (Азербайджан).
Крупнейшие (гигантские) нефтяные месторождения – это нефтяные месторождения с запасами более 1 млрд тонн или 6,3 млрд баррелей нефти (Кувейт, Саудовская Аравия, Бразилия).
Уникальные (супергигантские) нефтяные месторождения – это нефтяные месторождения с запасами более 5 млрд тонн или 32 млрд баррелей нефти (Мексика, Саудовская Аравия, Венесуэла, Россия).
Добыча нефти
Нефть в виде выходов маслянистой горючей жидкости, битумных сланцев, песков известна людям с незапамятных времен. Она упоминается в вавилонских рукописях (1-е тысячелетие до н. э.) и санскритских письменах (начало нашей эры), отчетах китайских чиновников начиная с I тысячелетия до н. э.
Естественные выходы нефти на поверхность обычно представляют собой озерца густой мальты и полужидкого асфальта, либо же она пропитывает песок, образуя так называемые битуминозные пески.
Первые свидетельства о выходе нефти и нефтепродуктов на поверхность земли относятся к Месопотамии, к самым древним временам. Наиболее известен там был источник битума, располагавшийся в районе поселения под названием Хит, недалеко от Вавилона, на месте современного Багдада. В I веке до нашей эры греческий историк Диодор описал это явление: «Множество невероятных чудес можно увидеть в Вавилонии, однако ни одно из них несравнимо с обнаруженным здесь источником огромного количества битума».
Природный битум часто использовался как связующее вещество при создании мозаик из полудрагоценных камней и раковин.
В Библии говорится о смоляных ключах в окрестностях Мертвого моря.
Такую нефть, выходящую на поверхность, собирали вручную с поверхности земли, различных водоемов, в местах выходов нефтегазоносного слоя наружу. Обнаруживались такие места по маслянистой, цветной плёнке на воде, характерному запаху.
Другой вариант: нагрев с последующим отжимом пропитанных природными нефтепродуктами песка, известняка, сланца.
Могли добывать из колодцев, специально вырытых уступами, облегчающими подъем с глубины накапливающейся там нефти, как правило, смешанной с водой.
Древнейшая из известных добыча нефти из колодцев производилась в Киссии, древней области между Ассирией и Мидией, в V веке до нашей эры при помощи коромысла, к которому привязывалось кожаное ведро. Подробное описание колодезной добычи нефти в Баку дал много веков спустя немецкий натуралист Э. Кемпфер, побывавший там в 1683 году. Глубина колодцев достигала 27 м, их стенки обкладывались камнем или укреплялись деревом. Колодцы не могли быть очень глубокими, так как при подходе к нефтяному пласту выделялся горючий газ. При этом происходили взрывы и пожары. Люди, спускавшиеся в колодцы, нередко гибли, задыхались, потому что газ вытеснял из колодца весь воздух.
Во избежание обвалов, взрывов и отравлений колодцы рыли ступенями. Такая проходка требовала очень большой затраты труда. Максимальная глубина некоторых колодцев на Апшеронском полуострове достигала 60 метров.
Колодцы рыли специальные мастера. Мастер, спускаясь в колодец, обвязывался верёвкой. Работая, он пел песни, а его помощники, стоя наверху, держали конец верёвки и прислушивались. Как только прекращалась песня, они тащили мастера наверх. Свежий воздух приводил отравленного человека в чувство, но частые отравления разрушали организм, поэтому нередки были случаи, когда поднятый на поверхность мастер умирал, не приходя в сознание.
Во второй половине IV века до н. э., когда Александр Македонский проходил со своими войсками по южному побережью Каспийского моря, в его палатку принесли светильники, наполненные маслянистой жидкостью; это была нефть, добывавшаяся на Апшеронском полуострове.
При раскопках, производившихся советскими археологами в 1937–1939 годах на Керченском полуострове, была найдена амфора V–VI веков н. э. с несколькими килограммами нефти, судя по составу, из близлежащего Чонгельского месторождения. Горлышко амфоры было заткнуто пробкой из соломы. Нефть пропитала пробку и, окислившись, превратилась в асфальт. При вскрытии амфоры в ней оказалось 2,5 кг жидкой нефти и около 0,5 кг твердого смолоподобного осадка. Нефть, пролежавшая в земле 1560 лет, стала древнейшим вещественным свидетельством добычи и использования нефти скифо-сарматами на территории Причерноморья.
Предполагается, что здесь использовался ямный способ добычи – в вырытую неглубокую яму, быстро наполнявшуюся нефтью, опускали куски шерсти или войлока, а затем отжимали в сосуды.