минеральных частиц горных пород.
Для доказательства возможности механического получения нефти были поставлены лабораторные эксперименты. Образец горной породы с рассеянным органическим веществом подвергли слабым упругим деформациям, которые имитировали воздействие тектоно-сейсмических усилий. При температурах 20–70 °C осуществлялся процесс нефтеобразования, а исходное органическое вещество подверглось метаморфизму.
В лабораторных же условиях при температурах 20–90 °C получены углеводороды и из неорганических соединений. Процесс шел по схеме
Причем под символом СН4 понимается широкая гамма углеводородов, донорами которых являются углекислота и вода.
Имитация тектоносейсмического фактора (механическая активизация) достигалась путем пересыпания исходных образцов во вращающихся ампулах или при их слабом упругом деформировании. Изучались четыре основные системы:
Каждая из этих систем подвергалась механическому активированию, контакту с морской водой (содержащей СО3-2) и углекислотой. Интенсивность подвода механической энергии составляла 1,5×10-4 кал/г-с, что ориентировочно соответствует природным условиям.
Результаты превзошли ожидания. В первой системе была синтезирована широкая гамма углеводородов газообразных (до С5), а также некоторое количество жидких. Выход последних в течение 10 сут составлял доли грамма на 1 кг образца. Во второй системе получено до 200 см3 газообразных углеводородов (до С6) на 1 кг породы за несколько суток. В третьей и четвертой системах происходило образование углеводородных газов до С3.
На основе проведенных опытов ученые пришли к выводу о том, что тектоносейсмическая активация горных пород стимулирует специфические физико-химические процессы, результатом которых является получение углеводородов в земной коре из неорганических веществ. В связи с этим предлагается рассматривать субвертикальные и субгоризонтальные зоны дробления коры (другими словами, разломы) как потенциальные области генерации нефти и газа. Это, казалось бы, странное предположение, нашло поддержку в Институте химической физики АН СССР. Исследуя химические реакции, протекающие на поверхности трущихся твердых тел, ученые института обнаружили ускорение химических процессов в миллионы и миллиарды раз. Впервые подобный эффект был выявлен американцем П. Бриджменом в 30-х годах нашего столетия. Анализируя прочность стали для орудийных стволов, он установил, что при высоких давлениях в твердом веществе могут протекать мгновенные химические реакции, меняющие его свойства. В 1946 г. за свое открытие П. Бриджмен был удостоен Нобелевской премии.
Советские ученые пошли дальше. Они добавили к высоким давлениям еще и деформацию сдвига. Вот тут-то и оказалось, что при сочетании давления и сдвига в твердом теле скорость химических реакций увеличивается в 1020 раз по сравнению с такими же реакциями в жидких растворах. Более того, реакции часто идут совсем не в том направлении, которое предсказывается известными химическими законами, а получаемые вещества обладают совершенно неожиданными свойствами. В этой связи предположение о возникновении углеводородных соединений из твердых земных веществ, содержащих углерод и водород, в условиях огромных давлений недр и сдвиговых деформаций вдоль разломов не кажется уж таким фантастическим.
Оказывается, трением можно добывать не только огонь, как в каменном веке, но и нефть с газом, что стало достоянием уже нашего времени. Может быть, известные ученые ошибаются? Думается, что этот вопрос сложнее. Несомненно, открыто неизвестное ранее науке явление, как в свое время было с пьезоэлектричеством. Советский писатель Ю. Н. Тынянов говорил, что наука вопреки распространенному мнению развивается не от незнания к знанию, а наоборот, от знания к незнанию. Другими словами, чем больше мы познаем, тем больше вопросов возникает перед нами. И действительно, в природе еще много загадок. Надо только не ошибаться при их разгадке. Вряд ли будет правильным на основании лабораторных экспериментов утверждать, что пересыпанием песка можно получать нефть и газ. Если бы это было так, то проблема энергетического голода решалась бы удивительно просто. Надо углубить исследование открытого явления, проверить, какие побочные процессы оно вызывает.
Как действует электрическое поле на органику? Что за углеводороды получены в лабораторных пробирках? Похожи ли они на нефть и газ из залежей? Каковы масштабы этого явления? Где, наконец, в природе, а не в лаборатории можно найти подтверждение экспериментальным данным? Прежде чем делать выводы о возможности получения нефти трением, надо ответить на эти и многие другие вопросы.
Взрыв рождает нефть
Завершая обзор современных неорганических гипотез, следует упомянуть еще об одной из них, принадлежащей киевскому геологу Ю. А. Муравейнику. Происхождение нефти он пытается связать с общекосмическими процессами, приводящими к формированию планетарных систем в целом и нашей планеты в частности. Ученый исходит из космогонических представлений академика В. А. Амбарцумяна о мощных взрывных процессах во Вселенной как закономерных фазах космической эволюции вещества. Этот принцип он применяет к эволюции Солнечной системы и планеты Земля. Анализируя рельеф и геологическое строение земного шара, Ю. А. Муравейник обнаружил на его поверхности, как он полагает, следы взрывных отрывов части массы Земли. По его мнению, это были циклические взрывы, повторявшиеся через 200–400 млн лет и оказавшие доминирующее влияние на развитие нашей планеты и даже на перемещение континентов вокруг воронок взрыва. В качестве следов отрыва Ю. А. Муравейник рассматривает зоны Заварицкого — Беньофа (названы в честь ученых, впервые указавших на их существование). Они представляют собой глубинные сколы, наклонно уходящие в недра Земли на 400–700 км. Примером таких зон могут служить глубинные сколы, окаймляющие Тихий океан. В рельефе его дна они представлены глубоководными желобами (Марианский, Филиппинский, Кермадек, Тонга и др.) По геофизическим данным, сколы падают под материк в среднем под углом 45°. К ним приурочены эпицентры землетрясений, действующие вулканы. Зоны Заварицкого — Беньофа имеют дугообразную форму, выпуклой стороной обращенную к океану. В тылу каждой зоны находится система островов также дугообразной формы (островная дуга). Иногда островные дуги отсутствуют и глубоководный желоб сопрягается непосредственно с континентом (например, Перуано-Чилийский желоб и Южная Америка). Зоны Завариц-кого — Беньофа известны также в Индийском и Атлантическом океанах.
Участки океанической коры, характеризующиеся по сравнению с континентами существенным утонением мощности за счет отсутствия «гранитного» слоя, Ю. А. Муравейник трактует как своеобразные воронки взрыва. Он выделяет девять основных взрывных воронок, имеющих различный возраст своего образования (в млрд лет): Кривого Рога — 3,5; Карельская — 3,3; Булавайо — 3,1; Кеноран — 2,6; Средиземноморская — 2; Индийского океана — 1,6; юго-западной части Тихого океана — 1,2; Северного Ледовитого океана — 0,6; Тихого океана — 0,2. Из рис. 5 видно, что, чем моложе воронка взрыва, тем больше ее размеры. Кроме того, ученый полагает, что с увеличением молодости воронки увеличивается глубина ее заложения. Так, самая древняя воронка взрыва Кривого Рога имеет диаметр на поверхности Земли 500 км, а предполагаемая глубина взрыва — 350 км. Диаметр самой молодой воронки Тихого океана более 13 тыс. км, а глубина взрыва — 4300 км, т. е. находится
