Ropy může být mnohem víc

Na vzniku fosilních paliv není zdánlivě nic nejasného: ropa, uhlí a zemní plyn jsou přeměněné pozůstatky pravěkých organizmů.

Ropy může být mnohem víc


U uhlí o tom prakticky nikdo nepochybuje (koneckonců se v něm nalézají i otisky rostlin), v případě ropy a zemního plynu existuje ovšem i teorie o jejich nebiologickém původu. Vesměs zavrhovaná,nedávno však rehabilitovaná.

Konvenční pohled předpokládá, že ropa vzniká v šelfových mořích z mořského planktonu, který v případě přemnožení může klesnout na dno a vypadnout z potravního řetězce. Tam, kde je málo kyslíku a přibývá sedimentu (ústí řek apod.), se organická hmota nezoxiduje, ale je překryta další vrstvou, například jílem nebo pískem.

První rozklad začnou anaerobní bakterie. Pak musí dojít ke geologickému poklesu, čímž se organický materiál dostane hlouběji, tedy do míst s vyšší teplotou. Ropa vzniká v rozmezí 65–150 °C, což odpovídá zhruba hloubce mezi 2–5 km, za ještě vyšších teplot se už přeměňuje na atomový uhlík a směs plynů. K naší smůle je ropa poměrně lehká a těkavá, a pokud ze sedimentu unikne k povrchu, v kyslíkatém prostředí se rychle zoxiduje. Využitelná ropná ložiska musí tedy až do jejich objevu pokrývat neprostupná vrstva horniny. Nejsou to ale „jezera“, spíše něco jako houba – kapičky ropy jsou zde ve směsi s vodou nasáklé do porézní horniny. Čím poréznější, tím více ropy se sem vejde, ideální jsou třeba pískovce a vápence.

 

Bez laboratorního důkazu

Faktem však je, že v laboratoři se vznik ropy ze zbytků organických látek zatím simulovat nepodařilo, to ale nemusí mnoho znamenat. „Je to způsobeno zejména trváním geologického času – k „uvaření“ ropy jsou zapotřebí miliony let. Dále se zde uplatňují složité mikrobiální reakce a rovněž katalytický vliv jílových minerálů, oxidů manganu a dalších látek,“ vysvětlují standardní pohled Václav Cílek a Martin Kašík v knize Nejistý plamen.

Většinou se předpokládá, že proces vzniku ropy je několikastupňový, nejprve při něm vzniká kerogen (polymerní látka s molekulovou hmotností více než 1 000), pak černé živice (bitumen, tj. asfalt a dehet) a až poté vlastní ropa. V průběhu jejího dalšího vývoje v ní přibývá lehčích uhlovodíků.

Existují ale i jiné teorie. Od 19. století je tu myšlenka, že ropa a zemní plyn mohou vznikat hlouběji pod povrchem (spíše ve svrchním zemském plášti než v samotné kůře) i prostými chemickými reakcemi, hlavně oxidu uhličitého a vodíku. K tomuto názoru se přikláněl i slavný ruský chemik Dimitrij Mendělejev, tvůrce periodické tabulky prvků.

Nyní tuto teorii oprášil Anurag Sharma a jeho kolegové v článku v časopisu Energy & Fuels, který vydává Americká chemická společnost. Vědci provedli simulaci vysokých tlaků a teplot v diamantových „kapslích“, přičemž jim vyšlo, že metan může vznikat hned několika cestami, tj. z různých výchozích ingrediencí. Alexander Goncharov z Carnegie Institution ve Washingtonu zase ukázal, jak při tlaku přes 2 GPa a teplotě kolem 1 000 °C vznikne z metanu směs vyšších uhlovodíků. Ropa by podle nich tedy mohla vznikat v zemském plášti a do vyšších vrstev „probublávat“.

 

Bod zlomu

Laboratorní výsledky nejsou žádným důkazem, nicméně by mohly celou otázku znovu otevřít. Spor o původ ropy se zdaleka netýká pouze geologů. Způsob vzniku souvisí s tím, kolik ropy v zemi je, zda se jí začne nedostávat, dramaticky zdraží nebo se dokonce vyčerpá (ropný zlom, „peak oil“ apod.). Vyčerpání zásob ropy již bylo prorokováno několikrát, dosud se ale žádná z těchto prognóz nevyplnila. U některých typů ropy již těžba aktuálně zřejmě klesá, ale i tato situace se dá vysvětlit různými způsoby, třeba kolísající cenou a poptávkou.

Abiotické teorie vzniku ropy jsou mnohem optimističtější, nevyžadují totiž miliony let geologického času. Ropa podle nich vzniká rychle a ve velkém množství. Ani to ale ještě automaticky neznamená, že máme vyhráno – ani vyslovená záplava ropy v zemském plášti pro nás technicky ani ekonomicky nemusí být dostupná.

Na tom, jak ropa vzniká, také záleží, jak ji máme hledat. Abiotická teorie by mohla znamenat, že vzniknou nové, efektivnější metody pátrání po ropných ložiscích.

Je možné mezi oběma teoriemi nějak rozhodnout? Kdyby ropa vznikala v zemském plášti, pak by odtud průběžně stoupala k povrchu, vylévala se různými zlomy a její naleziště by se doplňovala. Tento jev, tedy doplňování nalezišť považovaných za vytěžené, byl opravdu již několikrát pozorován, teorii o nebiologickém původu ropy jako celku však většina geologů odmítá. Nakonec by mohly být ale správné i obě teorie: různé typy ropy mohou vznikat různě. Takovou možnost připouštějí alespoň J. Blažek,V. Rábl ve skriptech Základy zpracování a využití ropy (vydavatelství VŠCHT, Praha).

 

Ropa stará jako Země

Již několik let existuje ještě kurióznější teorie o původu ropy. Nedávno zemřelý Thomas Gold v knize Hluboká horká biosféra tvrdí, že při vzniku Země sem komety a asteroidy dopravily velké množství uhlíku (viz uhlíkaté meteority – chondrity), který ve formě metanu od té doby přetrvává v zemském plášti. Za vysokých teplot a tlaků z něho pak v pórech hornin mohou vznikat i další uhlovodíky. Jinou cestou by mohla být reakce přehřáté vodní páry s karbidy těžkých kovů.

Gold se mimochodem domníval i to, že v hloubce stovek kilometrů existuje i bakteriální život izolovaný od toho na povrchu (a dokonce hlubina je podle něj namísto „prapolévky“ i místem vzniku života). Reakce vytvářející uhlovodíky tedy nemusí být zcela anorganické, ale mohou se na nich podílet i místní mikroorganizmy. Gold ovšem s abiotickou teorií souhlasí v tom, že v hlubokých vrstvách Země se nachází mnohem více ropy, než uvádějí konvenční odhady.

Podrobná recenze Goldovy knihy vyšla v roce 2005 v časopisu Vesmír a je volně k dispozici na adrese http://www.vesmir.cz/clanek/hluboka-horka-biosfera.





Komentáře