Petróleo e gás natural podem não ser fósseis
Por Agostinho Rosa - 03/08/2009
Teorias famosas
O Universo originou-se de uma descomunal explosão, conhecida como Big Bang. O petróleo e o gás natural são combustíveis fósseis. Estas são provavelmente as duas teorias científicas mais disseminadas, de maior conhecimento do público e algumas das que alcançaram maior sucesso em toda a história da ciência.
Elas são tão populares que é fácil esquecer que são exatamente isto - teorias científicas, e não descrições de fatos testemunhados pela história. Mesmo porque as duas oferecem explicações para eventos que se sucederam muito antes do surgimento do homem na Terra.
Teoria dos combustíveis fósseis
Segundo a teoria dos combustíveis fósseis, que é a mais aceita atualmente sobre a origem do petróleo e do gás natural, organismos vivos morreram, foram enterrados, comprimidos e aquecidos sob pesadas camadas de sedimentos na crosta terrestre, onde sofreram transformações químicas até originar o petróleo e o gás natural.
É com base nesta teoria que chamamos as principais fontes de energia do mundo moderno de "combustíveis fósseis" - porque seriam resultado de restos modificados de seres vivos.
Teoria do petróleo abiótico
Muito menos disseminado é o fato de que esta não é a única teoria para explicar o surgimento do petróleo. Na verdade, esta teoria hegemônica vem sendo cada vez mais questionada por um grande número de cientistas, que defendem que o petróleo tem uma origem abiótica, ou abiogênica - sem relação com formas de vida.
Os defensores da teoria abiótica do petróleo têm inúmeros argumentos. Por exemplo, a inexistência de fenômenos geológicos que possam explicar o soterramento de grandes massas vivas, como florestas, que deveriam ser cobertas antes que tivessem tempo de se decompor totalmente ao ar livre, juntamente com a inconsistência das hipóteses de uma deposição do carbono livre na atmosfera no período jovem da Terra, quando suas temperaturas seriam muito altas.
A deposição lenta, como registrada por todos os fósseis, não parece se aplicar, uma vez que as camadas geológicas apresentam variações muito claras, o que permite sua datação com bastante precisão. Já os depósitos petrolíferos praticamente não apresentam alterações químicas variáveis com a profundidade, tendo virtualmente a mesma assinatura biológica em toda a sua extensão.
Além disso, os organismos vivos têm mais de 90% de água e mesmo que a totalidade de sua massa sólida fosse convertida em petróleo não haveria como explicar a quantidade de petróleo que já foi extraída até hoje.
Outros fenômenos geológicos, para explicar uma eventual deposição quase "instantânea," deveriam ocorrer de forma disseminada - para explicar a grande distribuição das reservas petrolíferas ao longo do planeta - e em grande intensidade - suficiente para explicar os gigantescos volumes de petróleo já localizados e extraídos.
Carbono do interior da Terra
Por essas e por outras razões, vários pesquisadores afirmam que nem petróleo, nem gás natural e nem mesmo o carvão, são combustíveis fósseis. Para isso, afirmam eles, o ciclo do carbono na Terra deveria ser um ciclo fechado, restrito à crosta superficial do planeta, sem nenhuma troca com o interior da Terra. E não há razões para se acreditar em tal hipótese.
Na verdade, aí está, segundo a teoria dos combustíveis abióticos, a origem do petróleo, do gás natural e do carvão: eles se originam do carbono que é "bombeado" continuamente pelas altíssimas pressões do interior da Terra em direção à superfície.
É possível sintetizar hidrocarbonetos a partir de matéria orgânica, e estes experimentos foram, por muitos anos, o principal sustentáculo da teoria dos combustíveis fósseis.
Mas agora, pela primeira vez, um grupo de cientistas conseguiu demonstrar experimentalmente a síntese do etano e de outros hidrocarbonetos pesados em condições não-biológicas. O experimento reproduz as condições de pressão e temperatura existentes no manto superior, a camada da Terra abaixo da crosta.
Metano e etano abióticos
A pesquisa foi feita por cientistas do Laboratório de Geofísica da Instituição Carnegie, nos Estados Unidos, em conjunto com colegas da Suécia e da Rússia, onde a teoria do petróleo abiótico surgiu e tem muito mais aceitação acadêmica do que em outras partes do mundo.
O metano (CH4) é o principal constituinte do gás natural, enquanto o etano (C2H6) é usado como matéria-prima petroquímica. Esses dois hidrocarbonetos, juntamente com outros associados aos combustíveis de origem geológica, são chamados de hidrocarbonetos saturados porque eles têm ligações únicas e simples, saturadas com hidrogênio.
Utilizando uma célula de pressão, conhecida como bigorna de diamante, e uma fonte de calor a laser, os cientistas começaram o experimento submetendo o metano a pressões mais de 20 mil vezes maiores do que a pressão atmosférica ao nível do mar, e a temperaturas variando de 700° C a mais de 1.200° C. Estas condições de temperatura e pressão reproduzem as condições ambientais encontradas no manto superior da Terra, entre 65 e 150 quilômetros de profundidade.
No interior da célula de pressão, o metano reagiu e formou etano, propano, butano, hidrogênio molecular e grafite. Os cientistas então submeteram o etano às mesmas condições e o resultado foi a formação de metano. Ou seja, as reações são reversíveis.
Essas reações fornecem evidências de que os hidrocarbonetos pesados podem existir nas camadas mais profundas da Terra, muito abaixo dos limites onde seria razoável supor a existência de matéria orgânica soterrada.
Reações reversíveis
Outro resultado importante da pesquisa é que a reversibilidade das reações implica que a síntese de hidrocarbonetos saturados é termodinamicamente controlada e não exige a presença de matéria orgânica.
"Nós ficamos intrigados por experiências anteriores e previsões teóricas," afirma Alexander Goncharov, um dos autores da pesquisa. "Experimentos feitos há alguns anos submeteram o metano a altas pressões e temperaturas, demonstrando que hidrocarbonetos mais pesados se formam a partir do metano sob condições de temperatura e pressão muito similares. Entretanto, as moléculas não puderam ser identificadas e era provável que houvesse uma distribuição."
"Nós superamos esse problema com nossa técnica aprimorada de aquecimento a laser, que nos permitiu aquecer um volume maior de maneira mais uniforme. Com isso, descobrimos que o metano pode ser produzido a partir do etano", declarou Goncharov.
Hidrocarbonetos gerados no interior da Terra
"A ideia de que os hidrocarbonetos gerados no manto migram para a crosta terrestre e contribuem para a formação dos reservatórios de óleo e gás foi levantada na Rússia e na Ucrânia muito anos atrás. A síntese e a estabilidade dos compostos estudados aqui, assim como a presença dos hidrocarbonetos pesados ao longo de todas as condições no interior do manto da Terra agora precisarão ser exploradas," explica outro autor da pesquisa, professor Anton Kolesnikov.
"Além disso, a extensão na qual esse carbono 'reduzido' sobrevive à migração até a crosta, sem se oxidar em CO2, precisa ser descoberta. Essas e outras questões relacionadas demonstram a necessidade de um programa de novos estudos teóricos e experimentais para estudar o destino do carbono nas profundezas da Terra," conclui o pesquisador.
Methane-derived hydrocarbons produced under upper-mantle conditions
Anton Kolesnikov, Vladimir G. Kutcherov, Alexander F. Goncharov
Nature Geoscience
26 July 2009
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/ngeo591
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=petroleo-gas-natural-nao-fosseis&id=010115090803
SIMULAÇÃO REFORÇA TEORIA ABIOGÊNICA DO PETRÓLEO
Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/05/2011
Determinar as propriedades termoquímicas das moléculas de hidrocarbonetos é importante para entender a formação dos reservatórios de petróleo e gás natural e o fluxo de carbono na Terra.[Eric Schwegler/LLNL]
Petróleo abiogênico
A teoria que tenta explicar a gênese do petróleo, do carvão e do gás natural é tão aceita que esses derivados do carbono se tornaram sinônimos de "combustíveis fósseis."
Os combustíveis são reais, e estão na base da economia do mundo moderno. Mas o termo "fóssil" vem da teoria.
Uma teoria que propõe que organismos vivos morreram, foram soterrados, comprimidos e aquecidos sob pesadas camadas de sedimentos na crosta terrestre, onde sofreram transformações químicas, até originar o petróleo e seus primos.
Há tempo, geólogos vêm contestando essa teoria e propondo uma origem abiótica para o petróleo, ou seja, uma teoria que propõe que o petróleo não é fóssil.
Agora, esses defensores da teoria abiótica ganharam mais um argumento.
Hidrocarbonetos de origem geológica
Giulia Galli e seus colegas da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, demonstraram que as longas cadeias de hidrocarbonetos podem se formar no interior da Terra a partir do hidrocarboneto mais simples possível - a molécula de metano.
As moléculas de hidrocarboneto são o bloco fundamental que forma o petróleo e o gás natural.
Giulia defende que os hidrocarbonetos abiogênicos, de origem puramente geológica, podem se formar nas condições adequadas de temperatura e pressão encontradas no manto superior da Terra.
"Nossas simulações mostram que as moléculas de metano podem se combinar para formar moléculas de grandes hidrocarbonetos quando expostas às pressões e temperaturas muito altas do manto superior da Terra," diz ela.
Diversos estudos práticos, usando bigornas de diamante e explosivos, têm proposto condições de temperatura e pressão nas quais o petróleo pode se formar sem a participação de fósseis. [Imagem: Spanu et al./Pnas]
Onde nascem os hidrocarbonetos complexos
Os pesquisadores usaram técnicas sofisticadas, baseadas em princípios elementares - as propriedades fundamentais dos átomos de carbono e hidrogênio - para simular o comportamento desses átomos sob as pressões e temperaturas encontradas entre 65 e 150 quilômetros de profundidade.
O estudo mostrou que hidrocarbonetos com múltiplos átomos de carbono podem se formar a partir do metano, uma molécula com apenas um átomo de carbono e quatro átomos de hidrogênio.
Isso pode ocorrer em temperaturas maiores do que 1.500° K e pressões a partir de 50.000 vezes a pressão atmosférica - essas condições são encontradas a partir de 110 quilômetros de profundidade.
"Na simulação, interações com superfícies de carbono e metal permitiram que o processo ocorra com maior velocidade; elas funcionam como catalisadores," afirma Leonardo Spanu, coautor do estudo.
Teorias
O estudo não conclui que o petróleo e o gás natural se formam nesse ponto, uma vez que as condições reais dessas regiões não estão acessíveis à observação direta e, portanto, não são totalmente conhecidas.
O estudo demonstra que as condições do manto superior são adequadas para que as moléculas de metano formem hidrocarbonetos longos.
Outro detalhe a ser analisado pelos defensores da teoria do petróleo abiótico seria explicar o mecanismo que faz com que esses hidrocarbonetos migrem para mais perto da superfície, onde são encontrados os depósitos de petróleo e gás natural.
Por outro lado, dados coletados em poços de petróleo exauridos na Arábia Saudita são condizentes com uma hipótese de que esses poços estão novamente se enchendo de baixo para cima.
A pesquisa foi financiada pela Shell.
Bibliografia:
Stability of hydrocarbons at deep Earth pressures and temperatures
Leonardo Spanu, Davide Donadio, Detlef Hohl, Eric Schwegler, Giulia GalliProceedings of the National Academy of Sciences
April 26, 2011
Vol.: 108 (17) 6843-6846
DOI: 10.1073/pnas.1014804108Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=teoria-abiogenica-petroleo&id=010125110510
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