كيف يتشكل الغاز الطبيعي والنفط
كيف يتشكل الغاز الطبيعي والنفط
كيف يتشكل الغاز الطبيعي والنفط، تطور الغاز الطبيعي والنفط على مدار تاريخ الأرض من بقايا الأعشاب البحرية والنباتات البرية. يمكن أن تتراكم هذه في طبقات صخرية معينة لتشكيل رواسب كبيرة. مع تقنية الحفر الحديثة والمنصات الضخمة، يتم الآن جلب المواد الخام من أعماق أكبر من أي وقت مضى. حتى أن أنظمة النقل يتم نصبها في قاع البحر.
كيفية تشكل النفط
تشكل الغاز الطبيعي والنفط على مدى مئات الملايين من السنين من المواد البيولوجية الميتة التي تراكمت في قاع البحار والبحيرات والمستنقعات. تم تكوين النفط الخام بشكل خاص من الطحالب الدقيقة الميتة، بينما تشكلت العوالق النباتية والفحم والغاز الطبيعي بشكل أساسي من النباتات البرية. خاصة في المناطق الدافئة ذات الغطاء النباتي المورق أو نمو الطحالب القوي، ترسبت كمية كبيرة بشكل خاص من الكتلة الحيوية.
عادة ما تتحلل الكتلة الحيوية الميتة في الماء. يتم تكسيرها بشكل أساسي بواسطة البكتيريا إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. هذا يستهلك الأكسجين. إذا غرق الكثير من الكتلة الحيوية، فإن البكتيريا تستهلك الأكسجين بالكامل. يتم إنشاء مناطق خالية من الأكسجين حيث لم يعد التحلل يحدث. بمرور الوقت، يمكن أن تترسب حزم ضخمة من الكتلة الحيوية بسمك عدة مئات أو آلاف الأمتار في قاع البحر. وسواء كان الغاز الطبيعي أو النفط المتطور من الكتلة الحيوية يعتمد بشكل خاص على درجات الحرارة في العمق.
تم تشكيل البترول في عدة عمليات متتالية. أولاً، تراكمت العوالق النباتية في قاع البحر. جنبا إلى جنب مع الصخور الدقيقة وجزيئات الطين التي تم غسلها في البحر من الجبال ومن الأراضي المنخفضة، نتج عن هذه الكتلة الحيوية من الطحالب حمأة مهضومة. على مدى ملايين السنين، ترسبت الكثير من الحمأة في قاع البحر لدرجة أن وزنها الهائل ضغطها تدريجياً إلى ما يسمى بالحجر الطيني وأخيراً إلى حجر الأردواز وتصلب أكثر. في طبقات الألواح الطينية المسامية هذه على عمق 2000 إلى 4000 متر، لا يزال تحويل الكتلة الحيوية إلى بترول يحدث أحيانًا في درجات حرارة تتراوح بين 65 و 120 درجة مئوية.
في هذا، كما هو الحال في المختبر الكيميائي، تتلخص الكتلة الحيوية في مركبات كيميائية مختلفة تتكون حصريًا من الكربون والهيدروجين، وبالتالي تسمى الهيدروكربونات. وبالتالي فإن النفط الخام هو مزيج من عدة مئات من المواد المختلفة التي يتم فصلها أولاً عن بعضها البعض في المصافي أو يتم تقسيمها إلى سلاسل جزيئية أصغر. يسمى هذا الإنقسام بالتكسير. بهذه الطريقة، لا يتم إنتاج الوقود مثل البنزين أو الديزل فقط من النفط الخام، ولكن أيضًا من المنتجات الأخرى مثل غازات الإيثيلين والبروبيلين. هذه الجزيئات الهيدروكربونية، التي هي مجرد ذرات قليلة في الحجم، تستخدم، من بين أمور أخرى، لإنتاج البلاستيك.
الصخور مثل الصخر الزيتي حيث تسمى الأشكال البترولية صخور المصدر البترولي. أنها تحتوي على ما يصل إلى 20 في المئة من المواد العضوية. على مدار ملايين السنين، تم ضغط حجر الأساس تدريجيًا بواسطة طبقات من الرواسب والصخور الملقاة فوقه. هذا شكل البترول. ومع تكوّن المزيد من الزيت، تفلت كمية أكبر منه من صخرة الأساس وارتفعت ببطء. في بعض المناطق ظهرت على السطح. على مقربة من مدينة سيل في شمال ألمانيا، على سبيل المثال، تشكلت حفر القطران بشكل طبيعي، حيث تم استخدام السائل الأسود كزيت مصباح، ومواد تشحيم وحتى كدواء.
تتشكل رواسب الزيت دائمًا عندما يتم منع الزيت من الإرتفاع بواسطة طبقات غير منفذة مثل طبقات الملح والطين. إذا كان هناك صخور مسامية وقابلة للتخزين تحت هذه الطبقات، مثل الحجر الرملي أو الحجر الجيري، يمكن أن يتجمع الزيت فيها كما هو الحال في الإسفنج. يطلق المتخصصون على هذه التشكيلات تحت الأرض هياكل فخ. ومع ذلك، فإن الصخور المسامية لا تحتوي فقط على النفط والمواد الهيدروكربونية الأخرى، ولكن تحتوي أيضًا على كميات كبيرة مما يسمى بمياه المسام، والتي يجب فصلها عن الزيت أثناء الإستخراج. نظرًا لأن القارات قد تحركت عبر الهجرة القارية على مدار ملايين السنين، فإن البحار القديمة التي تشكلت فيها الألواح الحجرية لم تعد موجودة. منذ حوالي 120 مليون سنة، بدأت أمريكا الجنوبية وأفريقيا في التفكك. أدى ذلك في البداية إلى وجود بحر استوائي صغير محاط بالأرض، حيث ترسبت فيه كمية كبيرة من الكتلة الحيوية. ثم امتد هذا البحر إلى جنوب المحيط الأطلسي. توجد الآن الرواسب القديمة للبحر الإستوائي القديم قبالة سواحل أمريكا الجنوبية وأيضًا قبالة سواحل غرب إفريقيا.
كيفية تشكل الغاز الطبيعي
يتطور الغاز الطبيعي عادةً من النباتات الأرضية التي نمت ذات يوم في المناطق الساحلية المسطحة أو في المستنقعات الساحلية تحت المناخات شبه الإستوائية والإستوائية. في البداية، تشكل الخث في الغالب في المستنقعات. مع ارتفاع وانخفاض مستويات سطح البحر على مدى آلاف السنين، غمرت المياه هذه الأراضي الرطبة. ثم ترسبت الجزيئات الدقيقة من الرمل والطين، المنقولة من الأرض إلى البحر، فوق الطبقات القديمة من الخث. عندما تراجعت المياه بسبب انخفاض مستوى سطح البحر، استقرت النباتات البرية في المناطق مرة أخرى، بحيث يمكن أن تتطور طبقة جديدة من الخث.
مع ارتفاع وانخفاض مستوى سطح البحر، على مدى ملايين السنين، تشكلت رواسب تتناوب فيها الطبقات الرملية والطينية مع طبقات سميكة من الخث. كانت الظروف المثالية لتكوين الخث موجودة في أجزاء كبيرة من وسط وشمال أوروبا وفي أمريكا الشمالية منذ 290 إلى 315 مليون سنة. في ذلك الوقت، كانت هذه المناطق قريبة من خط الإستواء، أي في المنطقة الإستوائية الدافئة، وكانت غنية بالنباتات. في وقت لاحق فقط، انجرفت هذه الأجزاء من البلاد عدة آلاف من الكيلومترات شمالًا إلى موقعها الحالي. كما تم تراكب طبقات الطين الخثية بواسطة رواسب جديدة بمرور الوقت وضغطت معًا بفعل وزنها الهائل. ومع ذلك، لم يتم إنتاج أي نفط من طبقات الخث القديمة، ولكن تم إنتاجه في البداية من الليغنيت ومن ثم الفحم الصلب.
على عمق 4000 إلى 6000 متر وفي درجات حرارة تتراوح بين 120 و 180 درجة مئوية، تشكل الغاز الطبيعي في الفحم على مدى عدة ملايين من السنين. من أجل أن يكون الغاز الطبيعي قادرًا على التكون، يلزم درجات حرارة أعلى مما كانت عليه عند إنتاج النفط.
مما يتكون الغاز الطبيعي
يتكون الغاز الطبيعي عادة من حوالي 90 بالمائة من الميثان. هناك أيضًا هيدروكربونات غازية أخرى، مثل الإيثان والبروبان والبيوتان، بالإضافة إلى الغازات غير القابلة للإشتعال مثل ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين. عنصر آخر هو كبريتيد الهيدروجين، والذي يجب إزالته من الغاز الطبيعي قبل استخدامه. وذلك لأن كبريتيد الهيدروجين يمكن تحويله إلى حمض أثناء احتراق الغاز، مما قد يؤدي إلى التآكل في محطات الطاقة وأنظمة التدفئة.
يسمى الغاز الطبيعي الذي يحتوي على نسبة عالية من كبريتيد الهيدروجين أو ثاني أكسيد الكربون بالغاز الحامض. إذا كنت ترغب في استخدام هذا، يجب تنظيفه مسبقًا. كما أن الغاز الطبيعي يهاجر تدريجياً من الصخور. إذا لم يتم إيقافه بواسطة طبقات كثيفة من الصخور، يمكن أن يرتفع إلى السطح مثل النفط.
كانت “الحرائق الأبدية” في إيران ناجمة عن ارتفاع الغاز والمكثفات، والتي ربما اشتعلت بفعل الصواعق. هناك العديد من الأماكن حول العالم حيث لا تزال حرائق الغاز تحت الأرض مشتعلة. تطور بعضها إلى مواقع مقدسة. إذا كانت هناك هياكل مصيدة تحت الأرض، فقد يتراكم الغاز الطبيعي في الرواسب تمامًا مثل النفط. في الأساس، لا يتحدث المرء إلا عن رواسب إذا كانت كبيرة بما يكفي وكانت صخورها قابلة للإختراق بحيث يمكن إستخراج الهيدروكربونات اقتصاديًا. هذا ينطبق بالتساوي على الغاز والنفط. ومع ذلك، فإن تراكمات الغاز أو النفط الصغيرة جدًا لإستخراجها اقتصاديًا هي أكثر شيوعًا.
شاهد أيضاً
وفي نهاية المقال ومن خلال موقع المقالات العربية، نكون قد تحدثنا عنكيف يتشكل الغاز الطبيعي والنفط، كيفية تشكل النفط، كيفية تشكل الغاز الطبيعي، مما يتكون الغاز الطبيعي.