تشکيل زغال سنگ و نفت

لينک کوتاه اين مقاله :
http://www.niazemarkazi.com/article/pdf/10011459.html

141

تشکيل زغال سنگ و نفت

اطلاعات اوليه
گردش معکوس در کارگاه آفرينش ، شايد درک آنچه را که بحران انرژي خوانده مي شود، سير کند. کل قضيه ، ميلياردها سال قبل و با فرايندهاي تبديل انرژي خورشيدي به آونوزين توي فسفان (ATP) آغاز شد. کلروفيلها و ساير رنگدانه‌هاي گياهان ، انرژي دريافتي از خورشيد را براي تبديل دي اکسيد کربن ، آب و مواد معدني به اکسيژن و ترکيبات آلي انرژي دار ، به کار برده و غذاي موجودات کوچک و بزرگ از جمله انسان انديشه ورز را فراهم مي آورند. اين فرايند ن همچنين باعث افزايش ذخاير معدني آلي از قبيل هيدروکربورهاي زغال سنگ ، نفت و گاز طبيعي مي شود.
مراحل تشکيل انوع زغال سنگ
زغال سنگ از بقاياي درختان ، بوته‌ها و ساير گياهان زنده به وجود مي آيد. نشو و نماي اين گياهان در دوره‌هايي که آب و هواي زمين ملايم و مرطوب بود، صورت گرفت. اگر چه برخي از معادن زغال سنگ 400 ميليون سال قبل و در دوره انسان سيلوري ( Silurian ، انسان سيلوري در دوره سوم دوران اول زمين شناسي ظاهر شد. ويژگي اين دوره ظهور گياهان خشکي است) تشکيل يافته است. اما قسمت اعظم اين ذهاير تقريبا 250 ميليون سال پيش و در دوره فوقاني و تحتاني دورانها کربونيفر ( Carboniferous ، دوره کربونيفر يا زغال خيز به بخشي از زمان مي گويند که به پايان دوران اول زمين شناسي مربوط بوده و از حدود 345 ميليون سال قبل آغاز مي شود) پديد آمدند.

سپس ، اوضاع براي رشد سرخسهاي دانه دار گرمسيري بسيار عظيم و درختان بدون گل غول پيکر ، در باتلاقهاي وسيع فراهم شد. اين گياهان بعد از خشک شدن و از بين رفتن به داخل باتلاقها مي افتادند و بر اثر خروج اکسيژن ، فساد في هوازي تسريع مي شد. پوشش گياهي به ماده اي لجن مانند به نام پيت (Peat) تبديل شد. پيتها بسته به درجه فساد ، برخي قهوه اي و اسفنجي و بعضي سياه فشرده بودند. دريا بر روي چنين نشستهايي پيشروي کرد و رسوبات معدني بر روي آنها فرو نشست. پيت در تحت فشار خشک و سخت شد. و به زغال سنگ پيت (لنيت يا ليگنيت که به زغال سنگ قهوه اي نيز موسوم است) تبديل شد.

فشار بيشتر و گذشت زمان ن زغال سنگ قيردار را به وجود آورد، که هر 6 متر ضخامت رسوب گياهان نخستين به 0.3 متر زغال سنگ تبديل شده بود. حتي فشارهاي زيادتر که ناشي از چين خوردگي پوسته زمين به صورت سلسله جبالهاي عظيم بود، سخت ترين و مرغوبترين زغال سنگ ، يعني آنتراسيت (anthracite) ، را به وجود آورد. کيفيت زغال سنگ از روي نسبت مقدار کربن تثبيت شده به مقادير رطوبت و ماده فرار و ماده‌اي که بر اثر حرارت به گاز تبديل مي شود، تعيين مي‍گردد.

منشا نفت و گاز طبيعي
با همه تلاش گسترده و صرف وقت فراواني که براي يافتن و استخراج نفت و گاز طبيعي صورت گرفته است، انسان هنوز درباره منشا اين مواد به نحو شگفتي بي اطلاع است. پاره اي واقعيتهاي پذيرفته شده در اين مورد عبارتند از :

* نفت و گاز از ترکيباتي با فشار زيست شناختي (بيولوژيکي) تشکيل شده اند.


* قسمت اعظم انواع نفت محتوي پورفيرين ، مجموعه‌اي از ترکيبات هيدروکربن دار ، که يا از کلروفيل و يا از همين (hemin) ماده قرمز کننده خون مشتق شده اند.


* قسمتهاي ليپيدي (چربيها و مومها) موجودات ، منبع سرشاري براي تشکيل نفت و گاز فراهم آورده اند.


* امکان دارد که در اوضاع فعلي بتوان هيدروکربورهاي نفت مانند را در رسوبهاي جوان دريايي پيدا کرد.

علاوه بر اين نفت معمولا با سنگهاي رسوبي که بر اثر فعاليتهاي دريايي ته نشين شده اند، توام است.

حدسي ديگر
احتمالا ماده اي آلي که نفت را به وجود آورده است، شامل گياهان پلانکتوني تک ياخته‌اي از قبيل دياتمها ( diatom ، جلبک تک ياخته يا چند ياخته اي است که داراي جدارهاي ياخته اي سيليسي است) ، جلبک سبز ـ آبي ، و حيوانات پلانکتوني تک ياخته اي مانند فورا ميني فرا (Foramin e fera موجود ذره بيني داراي پوسته آهکي) ، بوده است. اين شکلهاي ابتدايي حيات در بيش از يک ميليارد سال قبل فراوان بودند و مي‌توانسته اند به عنوان منبع ذخاير نفت موجود در سنگهاي دوران قبل از کامبرين ( Precamberian ، قديميترين دوران زمين شناسي) ، اواخر دوران اول زمين شناسي مورد استفاده واقع شده باشند.

پس از مرگ اين ياخته‌ها ، حفظ مواد آلي ، مستلزم دفن سريع آنها در زير رسوبهاي ريز بافت و رسمي است. مواد مدفون بايد از تاثير اکسيژن محفوظ بمانند، زيرا اکسيژن باعث شکستن مولکولها و نابودي کامل مواد مي شود.

دياژنر
دياژنر به مجموعه اعمالي گفته مي شود که در ضمن آن تغييرات شيميايي ، رسوبهاي سست را به صخره تبديل مي کنند. اين پديده اي است که با حرارت و فشار نسبتا پايين ، پديده ياد شد. از اين واقعيت ناشي مي شود که نفت را مي توان به مقاديري که از نظر تجاري مقرون به صرف باشد، در اعماق بين 30 تا بيش 7500 متر پيدا کرد. اين تفاوت عميق معرف آن است که براي تشکيل نفت ، وجود فشار يک ضرورت اجتناب ناپذير نيست. دماي زياد يعني بالاتر از 600 درجه سانتيگراد نيز ضرورتي ندارد.

ترکيبات نفت خام
نفت خام ، ترکيبي از هزاران ماده شيميايي مختلف است که از گازهاي بسيار سبک تا مواد نيمه جامدي مانند قير يا موم پارافين در آن يافت مي شود. تقريبا 8 درصد نفت موجود در سنگهاي دوران اول زمين شناسي و 63 درصد آن در سنگهاي دوران سوم زمين شناسي و 29 درصد در سنگهاي اول دوران چهارم تا عصر يخچالهاي يافت مي شود.

افسانه‌هاي بابليان در مورد نفت
کلمه بابلي نپتو (naptu) ، که به يوناني به صورت نفتا (naphtha) تغيير شکل داد، و به معناي مايع قابل اشتعال به کار مي رفت، 2000 سال قبل از ميلاد مسيح رايج و به مفهوم شعله کردن استعمال مي شد. در الواح معبد بابل ، از آن به عنوان چيزي بدين ياد شده و از خدايان خشمگين که آن را با برق آسمان به آتش کشيده است. سخن به ميان آمده است. صداي گازي که از شکاف سنگها خارج مي شود، توسط شاه توکولتي نينورتا (King Tukulti Ninurta) ، پادشاه بابل ، در 885 قبل از ميلاد به عنوان صداي خدايان که از شکاف صخره‌ها سخن مي گويند توصيف شده است.

سير تحولي مصرف سوختهاي فسيلي
انسان با اشتهاي سيري ناپذير خود براي مصرف سوختهاي فسيلي ، مخازن چند صد ميليون ساله زمين شناختي را تهي مي کند. اين سوختها ، در همين اواخر و از آغاز استقرار آدمي در اين سياره کشف شده اند. زغال سنگ ، يکصد سال قبل از ميلاد مسيح در چين به مصرف سوخت مي رسيد، اما استخراج آن در اروپا ، زودتر از قرن سيزدهم ميلادي صورت نگرفت و تا رويداد انقلاب صنعتي در قرن‌هاي 18 ، 19 در اروپا ، بهره برداري از آن به کمال نرسيد. اختراع ماشين بخار و لکوموتيو بخار ، تقاضاي سريع براي مصرف زغال سنگ را بالا برد، زيرا براي گرم کردن ديگهاي بخار و ساختن فولاد به مصرف مي رسيد. قبل از آن ، براي تهيه زغال مورد نياز فرايند ذوب سنگ آهن و تبديل آن به آهن ريخته گري ، از چوب استفاده مي شد.

آلودگي هوا و صنعت نفت
سرآغاز واقعي صنعت نفت از زمان حفر چاه دريک (Drake) در تيتوس ويل (Titusville) پنسيلوانيا در سال 1859 ، و توسعه پالايشگاههاي راکفلر در مجاورت آن ، آغاز مي شود. در اين پيشرفتها ، ساخت موتور احتراق داخلي (موتور در نسوز) واتومبيل را سير کرد. در طي قرون گذشته ، دودکشهاي کارخانجات برافراشته شد و اگزوز اتومبيلها 360 ميليارد تن کربن فسيلي را به داخل جو رها کرد.

زنگ خطر
در سرتاسر جهان ، سالانه 2.9 ميليارد تن زغال سنگ يا سوخت معادل آن به هدر مي رود. و اگر به همين روال ادامه پيدا کند، روز به روز نيازهاي بشر به اين منابع افزايش خواهد يافت. و چون اين منابع تجديد ناپذير هستند، بنابراين اين مسيله به عنوان يک خطر جدي زندگي بشر در آينده را تهديد مي کند. هر چند امروزه سوختهاي جايگزين و منابع جديد انرژي بوجود آمده اند، اما اين منابع به دليل گران و پيچيده بودن نمي تواند در اختيار تمام کشورهاي جهان قرار گيرد.

منابع :
----------------------
http://daneshnameh.roshd.ir
----------------------

کلمات کليدي :
----------------------
زغال سنگ - انوع زغال سنگ-مراحل تشکیل انوع زغال سنگ-گاز طبیعی-دیاژنر-ترکیبات نفت خام-
----------------------

نام ثبت کننده مقاله : parvaz2006

اين مقاله 685 بار مطالعه شده است

از تاريخ 3 آبان 1389 تعداد 1865083 مقاله از اين وبسايت به صورت فايل PDF دانلود شده است

تذکر :
در صورتی که این مقاله از دیدگاه شما کامل نیست میتوانید جهت ارتقاء وبسایت مقاله های مرتبط را بصورت رایگان درج نمایید.

URL