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地球深部的碳氢化合物
已有 7982 次阅读
2009-7-28 10:08
|
个人分类:
科普翻译
|
系统分类:
科普集锦
|
地球, 天然气, 石油, 深部, 碳氢化合物
ScienceDaily (July 26, 2009)
译文
/
马志飞
(
Beijing Institute of Geology
)
我们日常生活和汽车使用的石油和天然气等燃料起源于生物有机体,这些生物有机体死亡之后,在地壳中被厚厚的沉积岩压缩并增温。科学家们已经争论多年,是否有一些碳氢化合物可以在地球的更深部、而且是没有有机质参与的条件下形成。现在科学家们第一次发现,乙烷和更高分子的重质碳氢化合物能够在上地幔的温度和压力条件下合成,即在地壳的下部和地核的顶部。
这项研究是由美国卡内基研究院地球物理实验室的科学家以及来自俄罗斯和瑞典的同事共同进行的,其研究结果发表在
7
月
26
日的《自然地球科学》(
《
Nature Geoscience
》
)杂志上。
甲烷(
CH
4
)是天然气的主要成分,而乙烷(
C
2
H
6
)主要被用作石化原料。这两种碳氢化合物,以及其他相关的燃料,被称为饱和烃,因为他们拥有简单的单键,而且达到了氢饱和。利用金刚石砧压槽和激光热源,科学家首先将甲烷所受压力超过海平面大气压的两万倍,使温度达到
1300
°
F
至
2240
°
F
。这些条件是在模仿
40
至
95
英里的地球深处。甲烷在此反应,形成乙烷,丙烷,丁烷,分子氢和石墨。然后科学家们将乙烷放到同样的条件下,结果它产生出甲烷。这种转变表明较重的重质碳氢化合物可能存在于更深处。可逆性意味着合成饱和烃是受热力学控制的,而且此过程不需要有机物。
科学家们排除了是实验中的催化剂在起作用的可能性,但他们承认,在地球深部的混合化合物中有催化剂的存在。
“我们对以往的实验和理论预测结果感到十分好奇,”合作者之一
、
卡内基的
Alexander Goncharo
v
评论说,“几年前的实验报告指出,将甲烷放置在高温高压条件下,发现有重质碳氢化合物在此形成。然而,分子是如何分配的我们无法确定。我们改进了激光加热技术,从而克服了这一问题,从而就可以让气体处于更加均匀的实验条件下。我们发现,可以从乙烷生成甲烷。”
合作者之一的
Kutcherov
教授说:“地幔中产生的碳氢化合物迁移到地壳,并对石油和天然气藏的形成具有一定的贡献。这里所研究的合成物以及地幔完整条件下的重质碳氢化合物都需要继续加以探讨。此外,这在多大程度上影响碳迁移到地壳需要进一步研究。此类问题的证明需要一个新的实验和理论来研究地球深部的碳的运移。”
改编自卡内基研究所
EurekAlert
提供的材料。