前一阵子开联合国的气候峰会。瑞典的一个16岁的女孩桑伯格在这次大会上发表了演讲。这个孩子口气不小，把全世界的大国领导人都给数落了一遍。要他们打起精神，认真对待全球气候变暖的问题。现在碳排放还是太高了。这孩子认为，这都是因为无节制的燃烧化石燃料造成的。所以她从瑞典来美国，就是坐的帆船。帆船完全采用风力，是零排放的环保交通工具。但是为了把这艘船开回去，两个人必须坐飞机从欧洲飞过来。本来一张机票的事儿，现在要用两张机票来解决，所以这个孩子也遭到不少人的议论。我们在知道，还有很多人对碳排放这种问题完全不在乎。美国总统川普就是其中之一。媒体还拍到了川普怒视桑伯格的画面。其实这多少有点媒体炒作，看一眼也不能说明什么。这二位唯一的共同点就是他俩都是网红，粉丝无数啊！
有关碳排放，也是一个到处都充满了口水仗的问题。如果石化燃料是不可再生资源，那么石油和煤炭是用掉一点少一点。还有很多搞石化工业的认为把石油当做燃料烧掉是一个非常可惜的事情，当做化工原料更能物尽其用。但是不烧煤，不烧石油，我们烧什么呢？毕竟现在的可再生能源还是不太稳定。这时候，有人翻出了无机生油理论，他们持一种标新立异的态度，那就是石油不是古代生物的残骸产生的，而是地球内部靠无机化学反应直接生成的。这个过程很快，因此会源源不断的生成石油。那么好了，这两派配合起来，一个说石油是用不完的，一个说随便烧没关系，气候不会变暖。现在的全球变暖以及碳排放的议题就有点阴谋论的味道了。在这样的情绪推动之下，前些年有篇文章在网络上广为流传。当然还是把石油利益集团给骂了一顿。而且还说苏联人发现了一个秘密，那就是石油不是古代动物尸体变成的。
苏联人用一个假设讽刺西方石油化石学说：以世界上最大的油田——沙特的加瓦尔油田为例，按照石油化石学说，要生成该油田已产出的石油，需要一个长、宽、高各30公里的立体空间，在里面填满恐龙肉，而且还要100%转化为石油。这简直是荒诞至极。
我发现很多人都在网上传这篇文章，而且他们真的以为主流的石油生成的理论就是这么说的。谁跟你说石油是恐龙的尸体变成的？石油有机物生成说的历史很早，最早是俄国的著名科学家罗蒙诺索夫说的。他认为，地下的石油可能是煤在高温高压下演变而成的，当然煤本身也来自于动物植物等等有机体。埋在地下当然不会少活的动物，要说是动植物尸体最后变成了石油，马马虎虎也凑合。但是这只是罗蒙诺索夫那个时代的一种认识。那是什么时候呢？1770年。这都是老黄历了。无机生油理论的祖师爷是谁呢？说起来名气很大，就是著名的门捷列夫。他在巴库油田和美国的一些油田做过考察，研究了能有20年。他认为地球内部是可以生成碳氢化合物的，最后这些碳氢化合物变成了石油。门捷列夫当年反对石油的有机生成说，首先是动物的尸骸含有氮元素，但是石油里面是基本没有氮元素的，那么氮元素哪里去了？当时人们发现石油制品是有旋光性的，也就是说一束偏振光穿过以后，偏振方向会改变。一般是有机物才有旋光性。门捷列夫认为无机物也能造成旋光性，比如石英就是无机物，这一条是不算数的。他认为，地球内部含有大量的碳化铁，也就是生铁，在高温高压下跟水产生化学反应。氢和碳结合成了碳氢化合物，铁和氧结合在一起。碳氢化合物然后逐渐变成了石油。他在世的时候，石油的无机生成理论是主流。现在则是一个比较边缘的理论了。因为后来有机生成说获得了不少的证据，说服力更强。首先是地下没有那么多的碳化铁。门捷列夫显然高估了不少。第二，天然石油里面是含有氮元素的，而且还有卟啉，卟啉是叶绿素的衍生物，这是一类由生命产生的东西。到了20世纪70年代，基本上是有机生成理论占了上风。但是科学家们在两个方向的而研究都没停。用二氧化碳和氢在催化剂的作用下的确生成了类似石油的东西。纳粹当年就痴迷这玩意儿。德国能获得的天然石油有限，因此对这事儿特别上心。这也成为无机生油说的一个依据。但是，人工生成的石油是没有旋光性的，和天然石油不一样。当然，恐龙尸体变成石油这个说法纯属恶搞。我们大致可以说，现在挖到的石油应该是由有机物生成的。但是有机物的种类多了去了，不仅仅是大型动物的尸体，小东西也千万不能忽视。如今地球上有很多东西看似是硬邦邦的，没有生命的石头。其实它们都和生命有关。比如珊瑚礁，这东西就是由生命造就的。微小生物的力量，你千万不要小看。
沉在海底的鲸类骨骼，画面上方的颗粒都是沉积到海底的各种生物的残骸微粒。
海里的动物死了，最后的归宿恐怕就是沉到海底，再也上不来了。当深潜器看到看到无数的生物残骸的颗粒像下雪一样沉积到海底的景象的时候，还是很震惊的。你想啊，年复一年日复一日。几亿年，逐渐沉积，会在海底形成多厚的一层沉积层啊。还有一个条件非常重要，这就跟板块漂移有关系了。这片海底必须是逐渐沉降的状态。要是像喜马拉雅山那样。几千万年就从海底升上来，变成世界第一高峰，那啥也攒不下来。即便是海底不升不降，层层叠叠的沉积也会使得海洋变的越来越浅，这可不行。只有随着板块的撕扯，海底在不断的变深，海水里的东西不管如何沉积都填不满，才可能形成非常厚的沉积层。所谓厚积而薄发，没有超厚的沉积层，就弄不出多少石油。
靠地震回声探测的贝加尔湖的地层
我们讲到过贝加尔湖，这是世界上最深的湖泊，因为板块内部的撕扯，贝加尔湖这个地方就是个大裂缝，而且还在不断的撕开，伤口是越来越深。正因为撕了几千万年了。湖里的沉积物积攒了足有9000米厚。波斯湾地区过去是古地中海的一部分，后来变成了海湾，人家沉积的年头长的很，起码沉积了4000~12000米的厚度。要不然人家产油多呢。总而言之，海底沉降的速度要超过沉积的速度，否则没几年就填满了。所以，有石油的地方往往是个盆地环境，沉积赶不上沉降，当然是个锅底形状喽。要么过去是海，要么过去是个湖。当然，水太深不行，太浅也不不行。落到海底的各种有机物都会变成海底生物和细菌的大餐。总会生成一些沼气，或者是硫化氢，反正都不是什么好东西。在巨大的水压之下，这些东西都上不来，海洋底部逐渐变成了还原性氛围。氧气是氧化性的，氧化性环境会导致碳元素最后变成二氧化碳气体，都变成气泡冒到水面上去了。碳元素积攒不起来。还原性的环境，碳元素构成的有机物才会老老实实的不被分解。才有机会最后被埋在地下变成石油。你不信，找个年代久一点的池塘去挖一挖淤泥，多半是黑呼呼的。类似于这样的东西堆积几千米，最下边的早就被压成石头了，也就是所谓的泥岩。越深的地下温度和压力就越是高，有机物在这种条件下发生了热解反应和裂解反应，就形成了油气。科学家们做了实验，用沉积岩之中提取出了一种物质叫“干酪根”。在实验室里，干酪根在高温高压的作用下生成了类似于油气的物质。所以说有机生油说是有实验证据的。
当然，在地下生成的油气是存储在一种充满小孔的砂岩之中。好大一层都是这种岩石，就像海绵一样吸饱了油气。假如这种结构是露天的，那么最后都会蒸发光。一定要在上面覆盖了一层不透气也不透水的岩石，这样的话油气资源才能被保存在地下。油气都是流体，在巨大的压力之下，当然是有个缝隙就会冒出来。别忘了，地球是有沧海桑田的变化的，有的海底可能变成了陆地。岩石也会被挤压拉伸出现褶皱。各种缝隙未必就是水平的，很可能是倾斜的。一头高一头低。所以油气和水开始分层。气体最轻，往往是在上边，油比水轻，也会往上浮，水在最下面。这都是很好理解。万一地下一个比较大的空隙，石油就会聚集在顶部。这种石油聚集的空隙术语叫闭圈。
这种地质构造可能会有很大的规模，因此才会形成了特大的油气田。当年萨达姆吞并科威特，有一个重要原因就是油气资源都跑到科威特那边去了。在地质构造上科威特这边赚便宜，油气都往科威特聚集。正因如此，有的油田开采一段时间，又会恢复。其实是别的地方的油气流过来了。我们上次讲了盐丘，这个盐丘也很容易形成储藏油气的构造。还记得盐丘是怎么形成的吗？下面一层是盐类，比如石膏之类的。这一层很软，上面压了沉重的沉积层以后，盐类具有一定的流动性，会形成一个个的柱子或者鼓包扎出来。凡是有向上鼓包的这种地质构造，都容易聚集油气。当然，地下要是没有很好的油气富集的条件。没有这么大的裂缝，油气跑不出来怎么办呢？那不就是热门的页岩油和页岩气嘛，多孔的岩石就等于是吸饱了油气的海绵，想法子从海绵里把油气挤出来，那就是本事了。目前看来，靠无机方法生成天然气，这是有可能的。根据有机生油的理论已经找到了不少的油田。但是根据无机生油理论，一个都没找到。当然，我们要承认地球的复杂性，这二者也不是互斥的。可能两个过程都在发生。但是地球深处生成的石油，我们还没挖到，只是一种假说吧。所以我们要承认，地球上的石油是有限的，生成的速度级慢级慢，在漫长的地质年代积攒下一点家底，肯定没有人类挖的快。至于地球上的石油会不会挖完，这个问题就很复杂了。有些地方的油，根本挖不出来。花费的代价太大了，不值得这么做。过去页岩气和页岩油就是不合算的买卖，但是油价高涨。原来不合算的，现在有利可图了。随着油越挖越少，价钱越来越贵。相比于其他资源没有价格优势了。可能没等油挖完，人类就会放弃石油，改用别的资源了。从这个角度来讲，油是不会挖完的。
石炭纪的森林
煤炭的形成也很有趣。地球历史上第一个大规模生成煤炭的时代是在石炭纪。这个名字是日本人起的，看来汉字功底子很不错。黑乎乎的煤被改成了石炭，还挺高大上的。有机物能保存下来也要有一定的机缘。过去认为，在石炭纪刚好演化出了木质素。也就是说植物们的腰杆子终于挺起来了，能够形成高大的树干。但是，麻烦来了，没有那种微生物能分解木质素。也就是说二氧化碳经过植物的作用存在木质素里，就没办法在回到大气之中去，再次变成二氧化碳。所以大气含氧量极高，外加上当时整个地球都很潮湿炎热。地球上演化出了巨大的节肢动物，蝎子跟狗差不多大。蜘蛛能有脸盆那么大。我们不妨想象一下当时的场景，在浓密的树林里，有各种大虫子跑来跑去。树木死了以后，纤维素被分解了，木质素分解不了，于是到处都是木头渣滓。在浅水沼泽里，就这么日复一日年复一年的堆积埋藏。这个地方始终保持被水淹的状态，但是不能是活水，活水会冲走沉积物，必须是死水，全靠老天爷下雨补给水源，好在石炭纪经常下雨。水下的厌氧环境也有利于有机物的保存。最后形成了泥炭沼泽。
现在泥炭沼泽森林
当然，现在也有一种说法，那就是石炭纪的石松其实木质素很少，不会分解不掉。到了二叠纪已经演化出了能分解木质素的微生物。这个问题也就彻底不存在了。但是从石炭纪开始，后面的几个地质年代都有大量煤的产生。似乎有机物的保留不能完全归结于木质素的问题。有可能是剧烈的板块运动使得地面出现了很多的盆地，出现很多常年积水的泥炭沼泽。这才沉积下了大量的有机物。
褐煤是一种没有发育完成的过渡产物，一般比较年轻
厚厚的泥炭的富含可燃物的，如果这种泥炭堆积的很厚，沉积在地下，经过高温高压，就会变成煤炭。很厚的泥炭层会变成褐煤，然后变成烟煤，然后变成无烟煤。就是这么一级一级变过来的。反正每一次变化，含碳量都会变高，杂质会变少。有一种理论是说，埋得越深煤的质量越好。不过实际情况千变万化，也不能一概而论。煤炭的储量比石油大，还能再用好多年呢。但是也不能无节制的不断烧化石燃料，因为大量排放二氧化碳的确是让全球整体性的变暖了。有人可能认为地球比现在热的时代比比皆是，这倒是没错，但是那时候有人类吗？气候长期的缓慢变化和现在的快速变化是一码事吗？再说，也没人喜欢雾霾对吧。省点儿是点儿吧。下次，我们来讲讲我们中国脚下这片土地下面的事儿，我们脚下这片土地几乎是最复杂的国土的，说来一言难尽，我们下次再说。
