Új Szó - Vasárnap, 1979. július-december (12. évfolyam, 26-52. szám)
1979-09-23 / 38. szám
TUDOMÁNYI TECHNIKA A REGI BIOSZFÉRA ÖRÖKSÉGÉ A kőolaj szerves eredetű, összetételének és tulajdonságainak, valamint a Földön való el térj ed é s éneik ta nu 1 mán y o zá s a alapján a itudósck és a kőolajipari szakembereik már a századforduló éveiben világszerte elfogadták azt a hipotézist, mely szerint a kőolaj elhalt élő szervezetek üledékéből keletkezett és keletkezik. Napjainkban a kőolaj szerves eredetének hipotézise általánosan elismert elméletté vált. A kőolaj képződése hosszú és bonyolult folyamat. Tulajdonképpen az élő szervezetekben kezdődik, amelyek megvalósítják a kőolajat lalkotő különböző szerves vegyületek elemeinek szintézisét. Ebben a folyamatban azok a szerves lények játszanak szerepet, amelyek elhalásuk után nem semmisülnek meg teljes mértékben, 'hanem legalább egy csekély részük megmarad. Az ilyen szerves lények közé tartoznak a vízi növények és 'állatok, a plankton, amely a tengereikben és a tavaikban minden évben -nagy tömegű szerves anyagot termel. A plankton legfontosabb részét, mintegy 90 százalékát az alacsonyrendű növények, a mik- roszkőpikus nagyságú mosza- tok, algák képezik, vagyis az a fotoszintézis megvalósítására képes fitoplankton, amely minden élet alapját jelenti a tengerekben és a tavakban. A plankton alapvető forrása mind a vízi élőlényeik tömegének, mind pedig a tengerfenéken felhalmozódott szerves üledéknek. A sekély, néhány száz méter mélységű vízben az elhalt Dlainkton a többi élő-lény maradványaival együtt a tengerfenékre .ibull. Nagyobb mélységű vizeikben az elhalt plankton szerves anyaga, elsősorban a iprotODiarma nem éri el a tenger fenekét, -hanem különböző baktériumok hatására már útközben elbomlik, átalakul, s kolloidként rakódik le, 'halmozódik fel nagy tömegekben. A tudósok már pontosan meghatározták a plankton, a magiasabbrendű vízi élőlények és a szerves üledék közötti mennyiségi összefüggéseket. A világtengerek egy négyzetméternyi felületére számítva évente átlagosan körülbelül 150 gramm szerves anyag keletkezik, s ennek a mennyiségnek alig századrésze mianad meg, gyűlik össze üledék formájában. Meg kell azonban jegyezni, hogy az úgynevezett belső tengerekben, amilyen példán! a Fekete-, az Azovi- és a Kás- pi-tenger, sakkal nagyobb arányú a szervesanyag-képződés, s ennek megfelelően több anyag halmozódik fel a fosszilizáció folyamatában. A szerves lanvagok a tengeri üledéknek csekély, de a legjelentősebb 'részét képezik. Az utóbbi kétmilliárd 'év alatt olyan nagy mennyiség halmozódott fel ezekből az un. kéregén anyagokból, ami százszorosán 'meghaladja a szén és a kőolaj készleteit. A régebbi eredetű, kőzetekben felhalmozódott, valamint a jelenleg keletkező üledékes szerves anyagoikban mindig kimutathatók a 'bitumoidok, a li- pidekhez (zsírokhoz) és a li- poido'khoz (zsírokhoz hasonló vegyületekbezj közel álló anyagok. Ez a közelség nem véletlen, 'hiszen a bitumoidok az élőlényék által szintetizált lipi-dékből keletkeztek. A hatvanas évek geokémiai kutatásainak jelentős eredménye volt a szénhidrogének kimutatása az üledékekben és az üledékes kőzeteikben, amelyek a bitumoidok fő építőelemei. Azt is megállapították, hogy a mélység fokozódásával ezek a szénhidrogének egyre jobban hasonlítanak a kőolaj szánhidrogénjeihez. Az üledékes agyagok szénhidrogén-tartalma nagyon eltérő, általában 0,005 és 0,015 százalék között mozog, kivételes esetekben azonban a 0,08 százalékot is eléri. Az üledékek szerves anyaga általában 0,1— 3 százalék szénhidrogént tartalmaz, míg a plankton szénhidrogén tartalma 1—2 százalékra tehető. Az üledékes kőzetek általában több szénhidrogént tartalmaznak, mind a jelenleg keletkező üledékek. Az üledékes kőzetek szénhidrogén-tartalmát átlagosan 0.013 százalékra becsülik, ami köbméterenként 300 gramm szénhidrogénnek felel mez. Azonban olyan üledékes 'kőzstes is 'előfordulnak, amelyek köbméterenként 15 kilogramm szénhidrogént tartalmaznak. Ez azt jelenti, hogy a kontinentális kőzeteikben nem kevesebb mint 1013 tonna szénhidrogén fordul elő, ami több tízszerese a kőolajkészletek mennyis égének. A kőolajképződés fő zónája Ezek az adatok azt bizonyítják, hogv a kőolaj a földkéregben felülről lefelé haladva képződik, tehát centripetáli- ssn és nem centr'fngá'lisan, ahogv azt az anorgan ikus keletkezés hívei állítják. Az egész folyamat a szerves anyagok szintézisével kezdődik az élő szervezetekben, majd pedig az üledékek további sorsában folytatódik. A kőolaj a sző szoros értelmében a litogenézls, az üledékes kőzetek 'keletkezésének a gyermeke. De hogyan megy végbe ez a folyamat, hogyan zajlik le az üledék szerves anyagainak bitumizálódá- ra? Ma már 'számtalan írok kutatási eredmény bizonyítja, hogy az üledékes kőzetekben felhalmozódott szerves anyalgok a hőmérséklet és a nyomás hatása következtében különböző mértékben bituimiizálf dmak. A bitumoidok a polimer] ipo'dibek hom'ási termékei, amelyek sok hidrogént tartalmazó, nagy mo- leku'ák. A keletkező bitemo'dok között így állandóan növekszik a könnyű szénhidrogének részaránya. amelyek korábban teljesen hiányoztak. Azt a zónát, amelyben ez a folyamat lezajlik, a Ikőolajképződés fő zónájának nevezték el. Ez 2—6 kilométeres mélységben helyezkedik el, a geotermikus fettételektől függően, ahol a hőmérséklet 60 C°-től 160 C°-ig ter- jed. Az üledékes 'kőzetek átmele- ged-ésénelk szükségességét az a körülmény is bizonyítja, hogy a fő kőolaj- és földgázmezők ott keletkeztek, ahol a földkéreg besüllyedt, ez ugyanis együtt jár a kőzet felmelegedésével. A molekulák tanúságtétele Az üledékes-migrációs elmélet helyességét a kőolaj molekuláris elemzésének eredményei is bizonyítják. A régebbi kőzetek szénhidrogénjeinek biológiai eredetéről az izotópok összetétele is tanúskodik. Arról van szó, hogy a természetben a szénnek két izotópja létezik, éspedig a 12C és a 13C, miközben az élő szervezetek lényegesen kevesebb 13C izotópot tartalmaznak, mimt az ásványok. Az a körülmény, hogy a 'kőolajban szintén kevesebb 13C izotóp található, az élő természet és a kőolaj rokonságát bizonyítja. A részekre széthullott anyagok vegyi összetételének spektrumából éppúgy megállapítható az eredeti molekulák felépítése, mint ahogy a régészek is képet tudnak alkotni az eredeti élőlényről, annak néhány csont-maradványa alapján. Vajon milyen következtetéseikre ad lehetőséget ez a molekuláris paleontológia? A kőolajban elsősorban olyan porfirineket találtak, amelyek az aszfaltban, a kőolajiképző- désnelk ebiben a régebbi termékében, valamint a szénben is kimutathatók. 'Porfirinek azonban esa'k a klorofill, vagy más növényi festékanyiagck széthullása alapján keletkezhetnek. A kutatások folyamán sikerült kimutatni a Ikőo'ajban mindazokat az anyagokat, amelyek a klorofill bomlása során keletkeznek, s nemcsak a molekulák „fejét“ találták meg, hanem cikcakkos „farkaikat“ is is kimutatták. A porfirinokon kívül olyan -szénhidrogéneket is találtak a kőolajban, amelyek az élő szervezetekben jelenlevő szteroidok bomlási termékei. Világossá vált, hogy ezek a szénhidrogének nem csupán a klorofill bomlási termékei. Egyesek a bioszervezetekbő! bármiféle átalakulás mö'-'kül mennek át a kőolajba. Az apró, evezőlábú tengeri rákok lipid- je. a prisztam például éppúgy előfordul a friss üledékekben, mint a kitermelt kőolajban. Az említett rákok egyébként a zooplankton 60—90 százalékát kéoezik. A biológiai eredet tehát lépésről lépésre kimutatható. A tények hatalmas mennyisége egyértelműen bizonyítja a kőolaj ü'ndékes-migrációs f szerves) származásának helyességét. A kőolajipari szakemberek már csaknem kizárólag ebből az elméletből indulnak ki. Az utóbbi évtizedben a „szerves“ elmé'et 'alapján kidolgozták a kőolaj- és a föld- gázforrások táv'ati felmérésének tört&neilmi-pene'tiika-i módszerét. A. A. Trefimuk, A. F. Kantorovics, B. Sz. Visemirszkij szovjet tudósok más neves külföldi tudósokkal együtt laboratóriumi módszerekkel tanulmányozzák a kőola'képződés folyamatát, s elektronikus számítógépek segítségével ' határozzák meg azokat ia kritériumokat, amelyek elősegíthetik a nagy kőolajmezők feltárását. Az üledékes-migrációs származás elmélete -nagy távlatokat nyit meg az új kőola (források felfedezése előtt a földkéreg süllyedékes medencéiben. Az ilyen reményteljes medencék összterülete több százezer négyzetkilométerre tehető. Ma világszerte mintegy 300 ilyen medencét tartanak nyilván, s közülük a legmélyebbek, a legnagyobbak bizonyára nagy kőolaj-készleteket rejtenek. NYIKOLAJ VASSZOJEVICS, a Szovjetunió Tudományos Akadémiájának levelező tagja. LEV FERDMAN, a geológiai tudományok kandidátusa A kőolaj jövesztésében a Szovjetunió az első helyet foglalja el a világon. A kitermelt kőolaj és gázkondenzátum mennyiségét íz I960, évi 148 millió tonnáról 1980-ban 620—840 millió tonnára növelik. A jelenlegi ötéves tervidőszakban több új kőolajmezőt tárnak fel. A felvétel az Urál hegység déli részénél elterülő Baskír ASZSZK-ban készült az új uzibasevszki kőolajmező feltárásáról (A CSTK—TASZSZ felvétele) MIKOR KELETKEZETT AZ ÉLET A FÖLDÖN ? A földi élet keletkezésének határát nemrégiben újabb 500 millió évvel sikerült a -múlt homályába visszatolni. A mainzi (NSZK) Max-Planck kémiai Intézet kutatói Manfred Schidlowski professzor vezetésével biológiai szenet mutattak ki egy Grönlandiból származó. 3,8 milliárd éves üledékes kőzetben. Minthogy égitestünk korát 4,5 milliárd évre becsülik, az életnek jóval korábban kellett megjelennie rajta, mint eddig feltételezték. Egészen az 1950-es évekig a legtöbb tudós úgy vélte, hogy a földtörténet első négymilliárd évében, a prekambri- umban nem volt élet a Földön. Az egyre tökéletesedő optikai és vegyi vizsgálómódszerek — egyebek között az elektronmikroszkópok — az elmúlt években egyre mesz- szebbre tolták vissza a földi élet kezdetét. Nemrég bebizonyosodott, hegy a Dél-Afrikáből származó üledékes kőzet már életnyomokat tartalmaz a prekambrium korszakából, amikor kizárólag csak baktériumok és algák uralták a földet. Azután dán geológusok olyan pre-kambriumi üledéket fedeztek fel Grönland nyugati részén, amelyet még régebbinek gyanítottak. Az oxfordi egyetem kutatói Izotópos vizsgálattal meg is állapították, hogy az Isua-területről származó üledékes kőzet 3,8 milliárd éves — 500 millió évvel korábbi, mint az addig ismert legősibb afrikai kőzet. A grönlandi kőzetek annyira felkeltették az élet keletkezésével foglalkozó paleobiológusok érdeklődését, hogy végül is a nyugatnémeteken kívül 14 más nemzetbeli tudós kapcsolódott be a vizsgálatokba. A mainzi csoport nemrégiben tette közzé a vizsgálatok első eredményeit: a kutatók a különböző szénizotópok, 12C és i3C arányát vizsgálták a mintákban, és olyan nagyságrendű megosztást találtak a kőzetben, amely megfelelt már a fotoszintézis által befolyásolt későbbi izotóp-aránynak. Ennek alapján a 3,8 milliárd éves kőzetben talált szén „nagy valószínűséggel biológiai eredetű“ — állítja a jelentés. A mainzi kutatócsoport egyik tagja a levélzöld, a klorofill bomlási termékeit is kimutatta egyes kőzetmintákban. Erre a cáira olyan bonyolult műszerrendszert használt, amely bizonyos anyagok egymilliárdos részét is kimutatta a vizsgált üledékmintákban. A mainzi kutatócsoport geokémiai vizsgálatait végül mikrofosszíliák, mikrokövületek kimutatásával is sikerült igazolni. Az oxidált vas jelenléte szintén arra vall, hogy akkoriban már létezett a fotoszintézis „modern“, oxigénelőállító formája, Persze, akkoriban még nem gyűlhetett össze jelentős mennyiségű oxigén a levegőben a növényi tevékenység következményeként, mert a redukáló anyagok azonnal újra felhasználták az oxigént ... A földi élet keletkezésének e kezdeti korszakából összegyűjtött adatok új fénybe helyezhetik az élet keletkezésének rejtélyét, és az egyszerű spekuláció helyett tudományos kutatási objektummá avathatják ezt a rendkívül fontos kérdést. (Delta) 1979. IX. 23. ie
