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在古代,南方的学生往往要提前几个月离开去北京赶考试,而现在从上海飞到北京只需要2个小时左右。

这是工业时代带来的效率和便利,更准确地说,是石油等化石燃料带来的结果。

将石油比作“工业的血液”一点都不为过。正是这些黑色物质,在过去的100年里给我们的生活带来了翻天覆地的变化。

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但是,如果你知道从北京到上海的单程航班需要几十吨的燃油,你可能会很奇怪,为什么我们的油还没有用完呢?

也许你上小学的时候,听说世界上的石油储量只够用50年,但现在你结婚生子了,石油还是可以用50年的。

在讨论这个问题之前,我们首先要简单了解一下石油是如何形成的?

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石油是怎么形成的?

小时候,我很长一段时间都相信我们的石油来自恐龙的灭绝,6500万年前那次大规模灭绝的生物积累形成了石油。

其实我们现在使用的大部分化石燃料跟恐龙(或者说恐龙的年代)关系不大,因为有证据[1]我们现在使用的大部分化石燃料是100-3亿多年前,自从恐龙悠闲地在这片土地上漫游以来,它就已经存在了。

当然,我之所以认为恐龙的灭绝与石油有关,是因为石油的“古生物石油生成论”深入人心。

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图注:石油的形成过程

不过,这里需要指出的是,石油究竟是如何形成的,还需要新的证据。认可度最高。

这个学说认为我们现在提取的石油主要来自海洋古生物,比如藻类和浮游生物等,有很多证据支持这个古生物石油起源学说。

例如,一些石油分子类似于细菌细胞膜中的脂质分子。虽然大多数生物死后都会被细菌等分解者回收利用,但脂质是最坚韧的类脂肪分子。它不会被重复使用,所以它开始沉积并最终变成石油。

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图注:石油

进入21世纪后,许多研究通过计算机模拟石油的形成,或多或少可以证实古生物石油形成的理论。

然而,石油形成的化学过程仍然是个谜,但从那些模拟实验中,可以窥见一些石油形成的过程

简单来说,古生物死后,身体中那些最不可能被“二次利用”的部分,会逐渐被埋在地下,一些类似脂类的物质会逐渐沉积。

当这个沉积物到达石油形成的深度时(这个深度被称为油窗,大约在2000到3800之间),这些有机物质在热和压力的作用下随着时间的推移转变为一种物质,叫做干酪根的复杂混合物。

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注:石油的化学过程是个谜

根据初始成分和地质条件,干酪根可以产生煤(初始物质主要是木本植物)和碳氢化合物(初始物质主要是藻类和各种脂类)-含植物)。

碳氢化合物通常是由碳原子和氢原子组成的长链,分子较小的碳氢化合物如甲烷、丙烷和丁烷、己烷和辛烷等化合物构成石油。

按照古生物成油假说,石油基本上就是这样形成的。

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注:根据不同的形成条件和物质,最终产生的化石燃料是不同的

其实我们现在发现的油田很像一个“大电池”,每一种油都像一个“小”电池”。每个“小电池”的能量都来自太阳(另一些假说认为这种能量来自地球内部),然后慢慢地为“大电池”充电——沉积到油田中。

生物通过光合作用储存能量,其中大部分会被自己的生命所用。即使在死后,体内储存的大部分能量都会被其他生物利用,其中只有一小部分,大约1%左右有机会转化为油。

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因为碳氢化合物比水轻,所以大部分能形成石油的碳氢化合物不能在油田中沉降,而是消散。可见,要得到一块油田是非常困难的。

但事实是,每一个被发现的油田,都是数亿吨级的石油储量。很多人想知道海洋蜉蝣真的有那么多吗?

既然成油这么难,油田里为什么还有那么多油?

我们前面说到油是在高温高压长时间的作用下形成的,但是这个时间到底有多长呢?

其实没人知道,但肯定是以百万年为单位的。蜉蝣的生命结束后,确实需要数百万年的化学和物理过程才能将其转化为油。

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一个油田之所以有这么大的石油储量,是因为油田的形成时间比石油要长,需要几百万到几十亿年的时间积累。

那么还有一个问题,我们对石油的需求这么大,为什么石油还没有用完呢?

未来50年将消耗石油的说法绝对是谣言。原因很简单,因为没有统计数据可以准确知道地球到底有多少石油储量,自然也就无从谈起能持续多久。

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注:油中的分子与叶绿素很相似,油的形成与生物证据有关

其实,如果“古生代油形成说”是正确的,那么油就不会枯竭,因为只要海洋生物还活跃,石油就会不断产出。

只是我们现在的石油开发速度很可能会超过它的生产速度,但这也不是绝对的。毕竟,关于石油是如何产生的,仍然没有完全令人信服的理论。

现在很少有人提到石油将在未来50年内耗尽。其实其中一个最重要的原因是,随着开采技术的升级,那些以前难以开采的油田,都变成了唾手可得的资源,所以几十年过去了,石油一直没有枯竭,但是用的越多,剩下的就会越多

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我个人认为,在新能源替代石油出现之前,石油不应该用完。当然,前提是提取技术不断升级。

当然,石油的使用带来的弊端也很明显,比如开采带来的环境污染和地质灾害,所以即使真的很难用完石油,寻找更清洁的能源也迫在眉睫.

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最后

我们对化石燃料的依赖远超我们的想象。即使明天出现高效清洁能源,要完全摒弃化石燃料也绝非易事。

因为这些黑色物质不仅仅用于能源,我们使用的塑料和许多其他产品都是由这些化石燃料制成的。

参考资料:

[1]SarahZielinski.解说:化石燃料从何而来。Sciencenewsforstudents.2018.9.20