Чтобы понять суть этого высказывания, нам придется заглянуть в историю нефти. С той самой поры, когда воины Александра Македонского, как писал Плутарх, начали использовать нефть для того, чтобы смачивать в ней зажигательные стрелы, которые затем огненным градом обрушивались на крепости и корабли противника, не утихают и споры о том, откуда взялась нефть на Земле.

Древние римляне полагали, что нефть — это кровь Земли. И использовали эту чудодейственную жидкость в качестве лекарства от кожных болезней. В Средние века алхимики научились перегонять нефть, получая тяжелые и легкие фракции, и высказали предположение, что нефть сродни углю. Позднее их предположение поддержали такие авторитеты, как М.В. Ломоносов и Н.Д. Зелинский.

Суть рассуждений сторонников органического происхождения нефти такова. Нефть, подобно углю, получается в недрах Земли из органических остатков, которые попадают в недра вследствие перемещения горных пластов при сейсмических подвижках. Оказавшись глубоко под землей, в условиях сильного давления и практически полного отсутствия кислорода, эти органические остатки и превращаются со временем либо в уголь, либо в нефть. А именно древесные стволы и прочая растительность превращаются в уголь, а остатки животных организмов и продукты их жизнедеятельности — в нефть. Кроме того, имеют значения величины температур, давлений и прочие условия…

Однако такая точка зрения вызывала справедливые нарекания. Хотя бы потому, что как-то чересчур сложно уж все получалось. Отложения эти в определенное время должны были попасть в некие пограничные условия, должны были пройти миллионы, а то и миллиарды лет, прежде чем из этого сырья получилось «черное золото»…

«Мне, как химику, куда легче представить, что нефть может получаться в недрах Земли в результате взаимодействия карбидов железа в горных толщах с водой», — заявил Д.И. Менделеев и даже написал сравнительно несложное уравнение такой реакции.

Вот оно: 2FeC + ЗН₂О — Fe₂О₃ + С₂Н₆.

Но откуда могло появиться в недрах столь значительное количество карбида железа? Ведь это нестойкое соединение, и в природных условиях высока вероятность его окисления. Образование карбида железа могло произойти на определенном этапе охлаждения Земли из первоначального раскаленного шара в интервале 1800–1900 °C. При температуре 1000–2500 °C карбид железа взаимодействует с парами воды, что приводит к образованию углеводородов. Но в этих условиях углеводороды нестойки и распадаются на водород и углерод. При более низких температурах эти составляющие вновь трансформируются в карбид железа, который в более мягких условиях взаимодействует с водой и генерирует углеводороды. Последние в газообразном состоянии поднимаются к поверхности, где при охлаждении и собираются в пористой породе осадочного слоя в залежи.

Процесс образования залежей карбида железа может быть представлен и более простой схемой, при которой железо взаимодействует с графитом при высоких температурах и недостатке кислорода. Как известно, имеется несколько типов карбидов железа (FeC, Fe₂C, Fe₃C и т. д.), которые могут быть источниками образования углеводородов.

В общем, в теории все получается. А на практике?

Как проверить теоретические расчеты, основанные на методах современной термодинамики, которые показывают, что синтез углеводородов возможен при температурах 900 — 1700 градусов по Цельсию и давлении 30–70 килобар?

В глубь Земли не попадешь, да и нет у нас столько времени выжидать, пока эти процессы, уже происходившие однажды, произойдут снова. Да и произойдут ли? Ведь они могли протекать лишь на определенном этапе развития нашей планеты…

В общем, оставался один путь: смоделировать в лаборатории процессы, некогда происходившие в верхней мантии Земли. Конечно, не так-то просто создать установки, в которых реакции синтеза углеводородов из минералов будут происходить при давлении до 50 килобар. Но наши экспериментаторы это сумели. Ими была создана аппаратура высокого давления, позволяющая достигать химического равновесия в реакционной ячейке при температуре до 900—1200 градусов Цельсия и сохранять герметичность в течение нескольких часов.

При этом методами масс-спектрометрии и газовой хроматографии при ступенчатом нагреве в продуктах реакций действительно была обнаружена смесь углеводородов, состоящая из начальных членов алканового, алкенового и аренового рядов.

Успех этих исследований показался специалистам настолько важен, что результаты работы были опубликованы почти одновременно в докладах Российской академии наук и в докладах Национальной академии наук США.

С. СЛАВИН, В.ЧЕРНОВ

Предстоит еще немало потрудиться, прежде чем замыслы обретут практическую законченность и коммерческую привлекательность. Но уже сейчас исследователи обещают определенные выгоды и животноводам, и потребителям. По мнению ученых, продемонстрировавших своей проект на международной специализированной выставке «Нефтегаз-2004», идея важна в плане создания альтернативных и возобновляемых источников энергии. А также снижения зависимости США от иностранных источников нефти.

Суть же дела состоит в следующем. Разработчики предлагают использовать термохимический процесс, идущий при высоких температурах и давлениях. Он и позволяет, разрушив органические соединения в свином навозе, преобразовать их в некое подобие нефти. Во многом, как утверждают исследователи, предложенная технология воспроизводит протекавший в далеком прошлом процесс. Но тогда для этого требовались века, а в лабораторных условиях процесс занимает около… получаса. Сходная технология уже используется на птицефабрике, выращивающей индеек, для переработки отходов «производства» в легкую нефть.

Для свиноводов, особенно занимающихся выращиванием животных в промышленных количествах, новая технология может представлять особый интерес, поскольку решает дорогостоящую проблему ликвидации тысяч тонн навоза и устранения малоприятных запахов, вызывающих естественное раздражение у соседей.

По мнению разработчиков, в будущем реактор размером с кухонную духовку сможет перерабатывать «отходы» жизнедеятельности 2000 свиней, вырабатывая нефть стоимостью 10 долларов за баррель, что в 3–4 раза ниже нынешних цен на природное сырье. Впрочем, для крупных нефтеперегонных предприятий эта нефть интереса представлять, видимо, не будет, поскольку они не приспособлены для ее переработки. Но ее можно будет использовать на небольших ТЭЦ в качестве топлива, а также для изготовления пластмасс, чернил и асфальта.

Кроме того, разработка имеет и чисто научный интерес. Дело в том, что некоторые исследователи, например, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Института нефтехимического синтеза имени Топчиева Юрий Королев, полагают, что производство «черного золота» продолжается в природе и сейчас. Знание же тонкостей этого процесса позволит не только лучше понять, где именно искать эти новые кладовые, но и дает возможность в будущем еще больше усовершенствовать методы получения синтетической нефти из самого различного сырья.

В. ВЛАДИМИРОВ