Классическая точка зрения, что углеводороды образуются из гниющих органических остатков, не раз подвергалась сомнению.
Геофизики поставили эксперимент, смоделировав физические условия верхних слоев мантии. Во время опыта ученым удалось добиться того, что метан в данных условиях превращался в этан, пропан, бутан, молекулярный водород и графит. Затем исследователи поместили в похожие условия этан. Одним из продуктов реакции стал исходный метан, сообщает пресс-служба Геофизической лаборатории института Карнеги.
По словам исследователей, подобная обратимость указывает на то, что формирование углеводородов в верхних слоях мантии проходит без участия органики и определяется только термодинамическими условиями. Научная статья исследователей опубликована в журнале Nature Geoscience.
О происхождении ископаемых углеводородов ученые спорят давно. Согласно традиционной теории органического происхождения, нефти и газа осталось на несколько десятков лет. Согласно теориям неорганического происхождения, запасы углеводородов практически неистощимы, поскольку их можно получить и неорганическим путем. Кстати, предтечей этого направления был Менделеев, который показал, что если на карбид подействовать водой, то действительно образуются углеводороды.
Впервые ученые из США, России и Швеции показали, что этан (C2H6) и другие более тяжелые углеводороды могут быть получены искусственно в условиях, напоминающих глубинные подземные, без участия органического сырья. В качестве исходного материала для своих опытов физики использовали метан (CH4), который может быть синтезирован из природных минералов и воды, доказав, что процесс появления на свет этана и других более сложных углеводородов может происходить без использования органических материалов.
Ученые поместили "искусственный"метан (простейший компонент природного газа) между двумя алмазами и нагрели его при помощи лазера. Тем самым, физики воссоздали условия, которые имеют место в земной мантии (давление около 20 тысяч атмосфер, температура 705 – 1300°С). Времени для осуществления синтеза ученым потребовалось, конечно же, куда меньше чем природе.
В результате метан превратился в смесь углеводородов, по составу очень похожую на природный газ. На выходе ученые зарегистрировали этан, пропан, бутан, молекулярный водород и графит (все эти вещества относятся к ископаемым видам органического топлива, да только органического, как и ископаемого, в них ничего не было).
Любопытно, что этан, помещенный в те же начальные условия, снова дал метан. Обратимость реакции означает, что получение насыщенных углеводородов может контролироваться в коре термодинамически.