Origem Inorgânica do Petróleo
A teoria da Origem Inorgânica do Petróleo (sinônimos: abiogênica, abiótica, abissal, endógena, juvenil, mineral, primordial) sustenta que o petróleo é formado por processos não biológicos nas profundezas da Terra crosta e manto. Isto contradiz a visão tradicional de que o petróleo seria um "combustível fóssil", produzido por restos de antigos organismos. O petróleo é uma mistura de hidrocarbonetos na qual o constituinte primordial é principalmente metano CH4 (molécula formada por um átomo de carbono ligado a quatro átomos de hidrogênio). A ocorrência de metano é comum no interior da Terra, sendo possível a formação de hidrocarbonetos em grandes profundidades.
Esta teoria data do século XIX, quando o químico francês Marcellin Berthelot e o químico russo Dmitri Mendeleev a propuseram para explicar a origem do petróleo e suas teorias foram revividas na década após 1950.
Hidrocarbonetos como petróleo e gás natural são materiais primordiais, isto é, foram originalmente incorporados à Terra durante o processo de acreção planetária e não possuem nenhuma conexão intrínseca com materiais biológicos próximos à superfície da Terra. Diversos estudos baseados em termodinâmica; experimentos de alta pressão e temperatura; muitas evidências a partir de dados geofísicos, geoquímicos e geológicos, combinados com informações de sondas espaciais e telescópios no Sistema Solar e Universo têm claramente demonstrado a origem abiótica do petróleo.
A teoria inorgânica contrasta com as idéias que postulam a exaustão do petróleo (Peak Oil), que presume que o óleo seria formado a partir de processos biológicos e, portanto ocorreria apenas em pequena e fixa quantidades, tendendo a se exaurir. De acordo com a Teoria Abiogênica (Abiótica), os hidrocarbonetos são muito abundantes no planeta, no entanto a pesquisa para descoberta de acumulações comerciais não é singela, pois deve passar pelo entendimento da geologia das áreas favoráveis e sobretudo entender a real natureza do petróleo e do gás natural.
Esta teoria data do século XIX, quando o químico francês Marcellin Berthelot e o químico russo Dmitri Mendeleev a propuseram para explicar a origem do petróleo e suas teorias foram revividas na década após 1950.
Hidrocarbonetos como petróleo e gás natural são materiais primordiais, isto é, foram originalmente incorporados à Terra durante o processo de acreção planetária e não possuem nenhuma conexão intrínseca com materiais biológicos próximos à superfície da Terra. Diversos estudos baseados em termodinâmica; experimentos de alta pressão e temperatura; muitas evidências a partir de dados geofísicos, geoquímicos e geológicos, combinados com informações de sondas espaciais e telescópios no Sistema Solar e Universo têm claramente demonstrado a origem abiótica do petróleo.
A teoria inorgânica contrasta com as idéias que postulam a exaustão do petróleo (Peak Oil), que presume que o óleo seria formado a partir de processos biológicos e, portanto ocorreria apenas em pequena e fixa quantidades, tendendo a se exaurir. De acordo com a Teoria Abiogênica (Abiótica), os hidrocarbonetos são muito abundantes no planeta, no entanto a pesquisa para descoberta de acumulações comerciais não é singela, pois deve passar pelo entendimento da geologia das áreas favoráveis e sobretudo entender a real natureza do petróleo e do gás natural.
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| Dmitri Mendeleev (1834-1907) |
Marcellin Berthelot (1827-1907)
“Será que esses combustíveis resultam, sempre e necessariamente, de uma forma a partir da decomposição de uma substância orgânica pré-existente? É assim com os hidrocarbonetos tão freqüentemente observados em erupções vulcânicas e emanações, para os quais M. Ch. Sainte-Claire Deville tem chamado atenção nos últimos anos? Finalmente, deve-se atribuir uma origem paralela à matéria carbonácea e de hidrocarbonetos contidos em certos meteoritos, e que parecem ter uma origem externa ao nosso planeta? Estas são questões sobre as quais a opinião de muitos geólogos distintos parece ainda não ter sido fixada.” — Marcellin Berthelot, 1866
Comparações entre as teorias
Formação do petróleo
Há duas teorias sobre a origem de hidrocarbonetos naturais: a teoria biogênica e a teoria abiogênica. Essas teorias foram intensamente debatidas desde 1860 e com menor intensidade após a descoberta de vastas acumulações de petróleo.
A sugestão de que o petróleo seria formado por detritos orgânicos soterrados foi originalmente proposta pelo cientista e acadêmico russo Mikhail Lomonosov, em 1757.
A sugestão de que o petróleo seria formado por detritos orgânicos soterrados foi originalmente proposta pelo cientista e acadêmico russo Mikhail Lomonosov, em 1757.
* Biogênica (ortodoxa): sugestão de que remanescentes soterrados de vida vegetal e animal (detritos orgânicos) a centenas de metros de profundidade. A ação da pressão e temperatura com tempo em escala geológica converteria o querogênio em hidrocarbonetos (catagênese).
Ressalte-se que na época em que foram propostas as teorias biogênicas para formação do petróleo ainda não se tinha informação das pesquisas espaciais e a tecnologia dos telescópios e sondas, pois hoje se sabe que os hidrocarbonetos são abundantes na Terra, no Sistema Solar e Universo.
Sir Fred Hoyle (1915-2001)
“A sugestão de que o petróleo poderia ter surgido de alguma transformação de peixes esmagados ou detritos biológicos é, seguramente, a mais ridícula noção que tem sido entretida por um número substancial de pessoas durante um prolongado período de tempo.” — Fred Hoyle, 1982
* Abiogênica: depósitos profundos de hidrocarbonetos aprisionados durante a formação do planeta. A centenas de quilômetros de profundidade as moléculas de hidrocarbonetos (principalmente metano) migram do manto para a crosta carregado complexas moléculas de hidrocarbonetos. Neste rápido processo de migração por descompressão súbita, gases primordiais como hélio e nitrogênio podem estar presentes e atuam como carreadores. A presença de moléculas biológicas associadas aos hidrocarbonetos é estritamente relacionada à contaminação por microrganismos procarióticos (bactérias primitivas, Archea) que se alimentam dos hidrocarbonetos primordiais e abióticos e morrem em meio a esses mesmos hidrocarbonetos deixando suas impressões como fragmentos moleculares denominados de biomarcadores.
Praticamente a totalidade dos hidrocarbonetos que quimicamente formam o petróleo são gerados em grandes profundidades por processos abiogênicos e, portanto, os depósitos de petróleo em níveis crustais mais rasos representam apenas o simples deslocamento de hidrocarbonetos de seu ambiente original de formação, ou seja, do manto da Terra para níveis mais rasos na crosta terrestre.
Uma variação da teoria abiogênica sugere que parte do petróleo possa ser formado através de reações tipo Síntese Fischer-Tropsch, a partir de serpentinização do manto peridotítico, através de reações de hidrólise, produzindo hidrogênio que, ao reagir com outros compostos de carbono (metano), dióxido de carbono ou carbonatos em preseça de metais catalizadores como ferro níquel, vanádio, produz hidrocarbonetos que posteriormente migram para níveis mais rasos, principalmente nas bacias sedimentares, através de forças tectônicas e falhas profundas.
Praticamente a totalidade dos hidrocarbonetos que quimicamente formam o petróleo são gerados em grandes profundidades por processos abiogênicos e, portanto, os depósitos de petróleo em níveis crustais mais rasos representam apenas o simples deslocamento de hidrocarbonetos de seu ambiente original de formação, ou seja, do manto da Terra para níveis mais rasos na crosta terrestre.
Uma variação da teoria abiogênica sugere que parte do petróleo possa ser formado através de reações tipo Síntese Fischer-Tropsch, a partir de serpentinização do manto peridotítico, através de reações de hidrólise, produzindo hidrogênio que, ao reagir com outros compostos de carbono (metano), dióxido de carbono ou carbonatos em preseça de metais catalizadores como ferro níquel, vanádio, produz hidrocarbonetos que posteriormente migram para níveis mais rasos, principalmente nas bacias sedimentares, através de forças tectônicas e falhas profundas.
Formação do carvão
* Biogênica (ortodoxa): carvão seria estritamente um material oriundo de restos orgânicos (vegetais) que foi soterrado e comprimido.
Mina de carvão na Indonésia
* Abiogênica: Carvão mineral (apenas o carvão preto) é um material que pode conter presença de compostos orgânicos (fósseis), mas que foi preenchido por hidrocarbonetos inorgânicos que migraram e atingiram esses depósitos vindos de grande profundidade e ao atingirem níveis mais rasos interagem e preservam muito bem os restos e os tecidos celulares de vegetais. Tal situação pode ocorrer na superfície com migração de metano e petróleo sobre áreas de pântanos ou turfas.
Diversos metais como Níquel, Vanádio, Cromo, Cádmio, Mercúrio, Arsênio, Chumbo, Selênio, entre outros, também estão presentes no carvão. Muitos carvões são por vezes betuminosos e também possuem elevados conteúdos de enxofre. Tal como no petróleo, esses metais são oriundos de profundezas no interior da Terra (manto). Os hidrocarbonetos primordiais presentes no carvão representam estágios de elevada perda de hidrogênio e extrema condição de biodegradação nos níveis mais superficiais como postulado pelo cientista americano Thomas Gold.
Também é interessante notar que os mesmos biomarcadores encontrados no petróleo também estão presentes no carvão e representam apenas partes de microrganismos procarióticos como archeas que re-trabalham hidrocarbonetos primordiais.
Não é rara a associação de urânio aos depósitos de carvão preto. A associação do elemento altamente venenoso e biocida - o mercúrio - com carvão é outra evidência comum. Em muitas jazidas de carvão no mundo também é comum a presença de delgadas camadas denominadas de tonsteins, constituídas de material caulínico, por vezes interpretadas como cinzas vulcânicas.
Há algumas ocorrências de carvão no Pré-Cambriano, Neoproterozóico. De acordo com o registro de fósseis no planeta não há nenhum vegetal superior nessas idades geológicas. Desse modo o carvão do Proterozóico assim como os demais são abióticos e podem representar paleoacumulações de petróleo com alta perda de hidrogênio e biodegradadas.
Também é interessante notar que os mesmos biomarcadores encontrados no petróleo também estão presentes no carvão e representam apenas partes de microrganismos procarióticos como archeas que re-trabalham hidrocarbonetos primordiais.
Não é rara a associação de urânio aos depósitos de carvão preto. A associação do elemento altamente venenoso e biocida - o mercúrio - com carvão é outra evidência comum. Em muitas jazidas de carvão no mundo também é comum a presença de delgadas camadas denominadas de tonsteins, constituídas de material caulínico, por vezes interpretadas como cinzas vulcânicas.
Há algumas ocorrências de carvão no Pré-Cambriano, Neoproterozóico. De acordo com o registro de fósseis no planeta não há nenhum vegetal superior nessas idades geológicas. Desse modo o carvão do Proterozóico assim como os demais são abióticos e podem representar paleoacumulações de petróleo com alta perda de hidrogênio e biodegradadas.
Eventualmente o carvão pode ocorrer em camadas espessas, como mostrado nas fotos abaixo. Seria difícil imaginar um pântano ou uma área de antigas florestas com grande espessura acumulada e ainda, após a perda d'água e a compactação dos estratos, formarem uma espessa camada de carvão.
Também é realtivamente comum associação de carvão sobre o áreas de produção de gás e de petróleo (Ver exemplo nas figuras abaixo).
Somente o carvão de cor marrom (linhito) poderia ser considerado dominantemente biogênico. 
Camada de carvão de 30 metros - Powder River, Wyoming, EUA
Espessa camada de carvão. Ver o veículo como escala.
Áreas de produção de óleo e gás natural nos Estados unidos.
Principais bacias com carvão nos Estados Unidos.
Teorias Modernas sobre a origem inorgânica do Petróleo
O geólogo russo Nikolai Alexandrovitch Kudryavtsev foi o primeiro a propor a moderna teoria do petróleo abiótico, em 1951. Ele analisou a geologia dos arenitos betuminosos de Athabasca em Alberta, Canadá (Athabasca Tar Sands) e concluiu que nenhuma "rocha geradora" poderia formar o enorme volume de hidrocarbonetos presentes nessas areias betuminosas (hoje estimada em cerca de 1,7 trilhões de barris) e, portanto a explicação mais plausível é que o petróleo é abiótico, abiogênico, inorgânico e que provém de grandes profundidades do interior da Terra, através de falhas profundas.
Nikolai A. Kudryavtsev (1893-1971)
Vladimir B. Porfir'yev (1899-1982)
“A esmagadora preponderância de evidência geológica obriga à conclusão de que o petróleo bruto e gás natural de petróleo não têm ligação intrínseca com material biológico proveniente perto da superfície da Terra. Estes são materiais primordiais que foram expelidos de grandes profundidades” — Vladimir B. Porfir'yev, 1956 Kudryavtsev trabalhou com brilhantes cientistas como; Petr N. Kropotkin, Vladimir B. Porfir'ev, Emmanuil B. Chekaliuk, Vladilen A. Krayushkin, Georgi E. Boyko, Georgi I. Voitov, Grygori N. Dolenko, Iona V. Greenberg, Nikolai S. Beskrovny, Victor F. Linetsky e muitos outros.
A teoria Russo-Ucraniana do petróleo, baseada em cálculos termodinâmicos, foi iniciada na Ucrânia pelo cientista Professor Emmanuil B. Chekaliuk (1967), cujos estudos apontaram que o petróleo provém e é originado a altas pressões e temperaturas no manto da Terra, sem a participação de carbono de origem orgânica (Plantas ou animais). Esta teoria é suportada por diversos estudos experimentais de laboratório conduzidos nos Estados Unidos pelo Dr. J.F. Kenney e outros cientistas russos, além de Kolesnikov A., Kutcherov V.G., Goncharov A.F., Spanu, L. entre outros.
Emmanuil B. Chekaliuk (1909-1990)
“A análise estatística termodinâmica demonstrou claramente que as moléculas de hidrocarbonetos que compõem o petróleo exigem pressões muito altas para a sua formação espontânea, comparáveis à mesma pressão necessária para a formação do diamante. Nesse sentido, as moléculas de hidrocarbonetos são os polimorfos de alta pressão do sistema de carbono reduzido como diamante de carbono elementar. Qualquer noção que pudesse sugerir que as moléculas de hidrocarbonetos evoluam espontaneamente nos regimes de temperatura e pressão próxima à superfície da Terra, que são os regimes de criação e destruição do metano dos hidrocarbonetos, nem sequer merece consideração.” — Emmanuil B. Chekaliuk, 1968 O cientista astrônomo e astrofísico americano Thomas Gold foi um dos mais proeminentes proponentes da Teoria Abiogênica no ocidente. Ele afirma que o petróleo é uma substância primordial, formada a grandes profundidades no interior da Terra e também de outros planetas (sobretudo na forma de metano). A ascensão do metano, por vezes junto com hélio e nitrogênio, atinge níveis mais rasos na crosta terrestre, onde os hidrocarbonetos interagem com bactérias, contaminando o petróleo primordial. Ele propôs a teoria Deep Hot Biosphere, Biosfera Profunda e Quente, baseada na Deep-Earth Gas Theory para explicar o paradoxo do petróleo entre outros fenômenos ligados a origem e evolução dos hidrocarbonetos naturais.
Thomas Gold (1920-2004)
“hidrocarbonetos não são produto biologia retrabalhada por geologia (como a visão tradicional poderia sustentar), mas certamente geologia retrabalhada por biologia.” — Thomas Gold, (1920 - 2004)
Uma das predições das teorias abiogênicas é que outros planetas do sistema solar ou seus satélites possuem oceanos de hidrocarbonetos (metano, etano). Esses hidrocarbonetos ou estariam presentes na formação do sistema solar ou seriam produtos de subsequentes reações químicas. Os hidrocarbonetos estão presentes nas nebulosas, por vezes como complexos policíclicos aromáticos (PAH). Essas predições têm sido confirmadas através de sondas espaciais como a Missão Cassini-Huygens (NASA e ESA)
Os hidrocarbonetos são comuns no sistema solar e no universo
Imagem da Nebulosa de Orion a partir de imagens do Hubble Space Telescope (HST) e Spitzer Space Telescope (SST). As cores amarelas são devido a Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (PAH) que são comuns nas nebulosas, cometas. Esses compostos aromáticos também fazem parte do petróleo.
A Associação Americana de Geólogos de Petróleo (AAPG) tem efetuado conferências sobre as questões quanto à origem do petróleo (Biogênico/Abiogênico) e a implicação na exploração e produção de petróleo, através da Hedberg Conference.
Evidências que suportam a Teoria Abiogênica do Petróleo
Campos de petróleo supergigantes
O geólogo russo Nikolai Alexandrovitch Kudryavtsev foi um proeminente defensor da teoria abiogênica. Ele argumentou que nenhum óleo produzido em laboratório a partir de plantas se assemelha em composição química aos hidrocarbonetos naturais como o petróleo cru.
Ele apresentou muitos exemplos de que, substanciais e algumas vezes comerciais quantidades de hidrocarbonetos foram encontradas em rochas cristalinas do embasamento ou em sedimentos diretamente a elas sobrepostos.
Ele citou casos em Kansas e na Califórnia (Estados Unidos), oeste da Venezuela e Marrocos. Também indicou que os reservatórios de petróleo em estratos sedimentares são frequentemente relacionados a expressivas fraturas/falhas profundas no embasamento imediatamente abaixo dessas acumulações. Isto é também evidenciado no campo super gigante de Ghawar, na Arábia Saudita; no campo de Panhandle-Hugoton no Texas-Kansas -Oklahoma o qual também produz hélio em quantidades comerciais; Tengiz, no Cazaquistão, White Tiger, no Vietnam; Campo de Lula, Brasil e inúmeros outros como o campo super-gigante South Pars/North Field ou North Dome que é o maior campo de gás natural e condensado do mundo, situado no Golfo Persico e compartilhado entre Qatar e Irã.
No campo de petróleo de Last Soldier (Wyoming, EUA), Kudryavtsev estabeleceu que em todos os horizontes da seção geológica, arenitos do Cambriano ao Cretáceo Superior cobrem o embasamento e possuem reservatórios de petróleo. Um fluxo de óleo também foi obtido no próprio embasamento.
Hidrocarbonetos gasosos, ele notou, não são raros em rochas ígneas e metamórficas do Escudo Canadense. Petróleo em gnaisses Pré-Cambrianos é encontrado na costa ocidental do Lago Baikal, na Rússia.
Ele observou que o petróleo está presente, em grandes ou pequenas quantidades, mas em todos os horizontes abaixo de qualquer acumulação de petróleo, aparentemente e totalmente independente da variabilidade das condições de formação desses horizontes. Essa postulação tem se tornado conhecida com "Regra de Kudryavtsev" e muitos exemplos dela têm sido registrados em várias partes do mundo. Ele concluiu que acumulações comerciais de petróleo são simplesmente encontradas onde zonas permeáveis são cobertas por zonas impermeáveis.
Kudryavtsev introduziu um número de outras relevantes considerações como argumentos. Colunas de chamas têm sido vistas durante erupções de alguns vulcões, às vezes atingindo 500 metros de altura, como durante a erupção do Monte Merapi, na Sumatra, em 1932.
As erupções de vulcões de lama (mud volcanoes) têm liberado tão enormes quantidades de metano que mesmo o mais prolífico campo de gás sobrejacente teria se exaurido há muito tempo atrás. A água vinda com a lama desses vulcões porta algumas substâncias como Iodo (I), bromo (Br) e boro (B) que não poderiam ser derivados dos sedimentos próximos e que excedem as concentrações presentes na água do mar em centenas de vezes. Os vulcões de lama são frequentemente associados com vulcões de lava (magma) e quando próximos a esses últimos, os vulcões de lama emitem gases não combustíveis, enquanto que quando mais distantes emitem metano.
Vulcões de lama, Salse di Nirano, norte da Itália
Kudryavtsev conheceu as ocorrências de óleo em rochas do embasamento da Península de Kola (Rússia) e os escapes de óleo sobre a estrutura de impacto de Siljan, na Suécia. Ele notou, como acima mencionado, que as imensas quantidades de hidrocarbonetos presentes nas Athabasca Oil Sands areias betuminosas de Athabasca (Tar Sands), Canadá, teria que conter uma vastíssima quantidade de "rochas geradoras" de acordo com o modelo convencional, quando de fato, nenhuma fora encontrada.
Mapa das areias betuminosas Athabasca Tar Sands, Alberta, Canadá.
As reservas estimadas são de 1,7 trilhões de barris de petróleo
Mineração Athabasca Tar Sands, Alberta, Canadá
Mapa do Campo Supergigante de Ghawar na Arábia Saudita. Possui extensão de
230 km. As reservas estimadas são de 250 bilhões de barris
230 km. As reservas estimadas são de 250 bilhões de barris
Horst do embasamento abaixo do Campo de Ghawar.
Seção sísmica na parte sul do Campo de Ghawar. Notar a falha profunda no
embasamento, pela qual os hidrocarbonetos migram e acumulam-se
nos reservatórios sedimentares sobrejacentes
Campo de South Pars/North Dome é o maior campo de gás natural e condensado do mundo.
Possui área de 9700 km² e volumes in situ estimados de 1800 trilhões de pés cúbicos ou seja,
51 trilhões de metros cúbicos de gás natural com 50 bilhões de barris de condensado
Possui área de 9700 km² e volumes in situ estimados de 1800 trilhões de pés cúbicos ou seja,
51 trilhões de metros cúbicos de gás natural com 50 bilhões de barris de condensado
Metano e hidrocarbonetos extraterrestres
Metano e muitos outros hidrocarbonetos têm sido detectados em diversas regiões do sistema solar. Metano é um constituinte comum da construção do cosmos e foi, junto com os demais voláteis, incorporado à Terra durante sua formação. Alternativamente poderia ter se enriquecido na Terra através de meteoritos condríticos.
Uma classe especial de meteoritos, designados de condritos carbonados ou carbonosos contêm cerca de 3% do seu peso em carbono, e podem apresentar diversos compostos complexos baseados em carbono, como por exemplo, porfirinas, aminoácidos, bases púricas e pirimídicas, e ácidos carboxílicos. Isso implica numa forte evidência da presença de hidrocarbonetos em regiões profundas de pretéritos corpos planetários que se desintegraram.
Em 2004, a Sonda Cassini-Huygens (NASA e ESA) confirmou abundantes hidrocarbonetos (metano e etano) em Titã, um satélite (lua) de Saturno, conforme anteriormente previsto pelo astrônomo e astrofísico Thomas Gold. Titã possui centenas de vezes mais hidrocarbonetos líquidos do que todas as reservas de óleo e gás natural do planeta Terra de acordo com estimativas realizadas pela missão Cassini-Huygens.
Titã, lua de Saturno. Contém lagos e mares de
hidrocarbonetos líquidos, principalmente metano e etano
Imagem de composição de Radar da região do pólo Norte de Titã.
As áreas escuras são lagos de metano líquido no hemisfério Norte.
A atmosfera de Titã possui nitrogênio (98,4%) e o restante é metano (1,6%) e, traços de hidrogênio (0,1%). Há também traços de etano, acetileno, propano, cianoacetileno, cianeto de hidrogênio, dióxido de carbono, monóxido de carbono, cianogênio, argônio e hélio. A energia do Sol deveria converter todos os taços de metano na atmosfera de Titã em moléculas de hidrocarbonetos mais complexas em 50 milhões de anos. Isto indica que o metano deve ser reabastecido de alguma fonte a partir de Titã.
O metano tem sido detectado em:
* Júpiter
* Marte
* Saturno
** Iapetus
** Titã
** Enceladus
* Netuno
** Tritão
* Urano
** Ariel
** Miranda
** Oberon
** Titânia
** Umbriel
* Plutão
* Cometa Halley
* Cometa Hyakutake
* gases interestelares e poeira cósmica
Metano em Marte
Abundância cósmica e planetária do carbono
O elemento carbono (C) é o quarto em ordem de abundância cosmológica, precedido apenas por hidrogênio (H), hélio (He) e oxigênio (O). O carbono disponível na nebulosa que originou o sistema solar foi incorporado à Terra no processo de acreção planetesimal. A diferenciação geoquímica primária fez com que elementos mais pesados ficassem concentrados no núcleo. Processos de fusão parcial continuaram na evolução do manto, crosta, hidrosfera e atmosfera. A maior parte do carbono primordial permaneceu no manto terrestre.
Os processos tectônicos de alta magnitude permitem ascensão de voláteis presentes no manto para níveis crustais mais rasos na Terra. As reativações das megaestruturas sob as bacias sedimentares, ao longo da história geológica, também podem promover a ascensão dos hidrocarbonetos.
Abundância cósmica dos elementos
De acordo com estudos realizados pelo Massachussets Institute of Tecnology (MIT) a estimativa de distribuição do carbono na Terra é:
Biosfera, oceanos, atmosfera..........3,7 x 10e+18 moles
Crosta
Carbono orgânico........................1100 x 10e+18 moles
Carbonatos.................................5200 x 10e+18 moles
Manto.....................................100000 x 10e+18 moles
O manto terrestre contém segundo essas estimativas cerca de 20 vezes mais carbono que nas camadas superficiais do planeta. Esse carbono presente no manto encontra-se nas formas oxidada como dióxido de carbono, carbonatos; não oxidada como diamante, hidrocarbonetos e possivelmente carbetos metálicos.
Há um grave problema quando se emprega a palavra "carbono orgânico" ou química orgânica. O Dr. Thomas Gold comenta que pode se ler todo o conteúdo de um livro de química orgânica sem mencionar nenhum organismo (biológico). Uma rocha que contenha carbono não significa que todo ou parte do carbono ali presente seja de origem biológica, isto é carbono de origem orgânica, fóssil. Esse carbono pode ter migrado sob a forma de hidrocarbonetos inorgânicos e interagiu com a rocha em baixa pressão, incluindo retrabalhamento por biosfera profunda, através de microrganismos que se alimentam dos hidrocarbonetos (archaea), os quais também deixam suas impressões como (biomarcadores) após morrerem em meio aos hidrocarbonetos.
No processo de migração a partir de grandes profundidades, os hidrocarbonetos ascendem para níveis crustais mais rasos, carreados por hélio (He) e Nitrogênio (N2) através de falhas profundas que atuam no embasamento e nas bacias após ocorrer subta descompressão. Os hidrocarbonetos podem também serem aprisionados em microporos de folhelhos auxiliado por esses gases transportadores e ali se fixarem.
Ressalte-se que o material de origem biogênica na superfície da Terra possui baixíssima taxa de preservação, inicialmente devido decomposição por outros microrganismos e principalmente por processos de oxidação. Nos detritos biológicos dominam moléculas de fato biológicas, como carboidratos que são oxidados e não compostos hidrocarbonetos como é o caso do petróleo. Os hidrocarbonetos que por vezes estão inclusos em folhelhos são como via de regra sempre ricos em hidrogênio e portanto incompatível com derivação biológica intrínsica, isto é, o óleo presente em folhelhos é alóctone. Um outro absurdo de alta ordem é imaginar que o calor na região de contato entre intrusões de magmas e folhelhos carbonosos poderia miraculosamente formar hidrocarbonetos. De certo modo uma intrusão, a exemplo de soleiras de diabásios em contato com rochas originalmente oleígenas poderia até remobilizar parte de hidrocarbonetos presentes em folhelhos durante o resfriamento, no entanto esses hidrocarbonetos não são autóctones, ou seja, migraram previamente para os folhelhos antes que o calor de intrusões de magmas pudesse afetá-los.
Asfaltenos são compostos policíclicos aromáticos de alto peso molecular
A presença de complexas moléculas de alto peso molecular como asfaltenos e também hélio, enxofre e metais como níquel e vanádio não possuem nenhuma conexão com materiais de origem biológica.
Muitos pesquisadores ligados às geociências afirmam que petróleo é formado, por exemplo, em folhelhos, que são rochas argilosas finas e laminadas. No entanto, óleo, gás ou betume que possa estar associado a um folhelho pode ser material alóctone e, portanto, não formado in situ. Podem, não só alojar-se em rochas porosas, fraturas e ocorrer acumulação como também ficarem aprisionados em rochas laminadas e microporosas como os folhelhos, pois na migração inicial as fases são dominantemente gasosas e os regimes de pressões elevadas auxiliados pela presença de hélio pode fixar hidrocarbonetos no seio desses folhelhos. Posteriormente há interação com micróbios da biosfera profunda que pode transformar os hidrocarbonetos até restarem somente frações pesadas, com predominância de moléculas complexas não digeridas como asfaltenos e outros compostos aromáticos, formando materiais betuminosos e ainda enxofre que, com a disponibilidade de ferro, pode tornar os folhelhos ricos em pirita. Os hidrocarbonetos que migram para as rochas laminadas também promovem conservação dos fósseis e a própria abundância desses últimos, pode relacionar-se com emanação local de hidrocarbonetos, nas quais os organismos se aproximaram e ali pereceram. A não consideração desses raciocínios causa confusão e interpretação errônea de que petróleo seria de origem fóssil (sic).
Ressalte-se que a matéria de origem biológica da superfície terrestre possui baixa taxa de preservação devido aos processos de oxidação. Nas moléculas biológicas também dominam carboidrados e outros compostos oxidados e não hidrocarbonetos, como é o caso do petróleo e gás natural. Esses últimos são muito ricos em hidrogênio e incompatíveis com derivação biológica intrínseca. Moléculas complexas, de alta massa molecular como asfaltenos, compostos aromáticos e, hélio, enxofre, além de metais como níquel e vanádio também não estão ligados a processos biológicos.
Formação planetária fria
No final do século XIX acreditava-se que a Terra primitiva era extremamente quente, completamente fundida, durante sua formação. Hoje, muitos cientistas planetários agora acreditam que a formação da Terra foi relativamente fria. Recentes estudos com zircões antigos (4.4 bilhões de anos) sugerem que naquele tempo, a superfície do planeta possuia temperaturas baixas, suficientes para manter a água líquida. A Lua possivelmente teria se formado pouco depois do processo final de acreção da Terra, através de provável um impacto gigante, por um corpo do tamanho de Marte.
Existência de depósitos de hidrocarbonetos
As reservas convencionais de petróleo deveriam desaparecer em não mais que um milhão de anos, baseada na taxa de escape de hidrocarbonetos para a superfície (seeps, seepage). Se há um número limitado de fontes de depósitos de hidrocarbonetos, no contexto do tempo geológico, seria uma surpreendente e extraordinária coincidência saber que ainda existam agora. Se os depósitos estão se auto-abastecendo, a sua existência atual torna-se menos surpreendente.
Uma questão crucial para o conceito do modelo orgânico é como poderia suportar qualquer mecanismo de suprimento das reservas de óleo mais rápido que sua exaustão. Fatos geológicos coletados em todas as bacias petrolíferas testificam que, geologicamente, os campos de óleo e gás são formados muito rapidamente, o que contradiz o tempo requerido para maturação de rochas orgânicas como se fundamenta os conceitos biogênicos. Esta é uma observação fundamental para esse modelo tradicional.
Uns acreditam que a origem abiogênica tem uma difícil missão por que os depósitos de hidrocarbonetos não seriam tão abundantes como as fontes abiogênicas são em larga escala. Pensar que os voláteis do manto terrestre são alegados como raros nas camadas superficiais da Terra é interessante ter em conta que rochas sólidas da crosta inferior e manto superior cobrem vastas áreas desérticas (como exemplos cinturões granulíticos e ofiolíticos). Além disso, afloramentos de rochas do manto fora do assoalho oceânico e ao longo do sistema global de cadeias meso-oceânicas são profusos neste planeta. Também, é frequentemente suposto que terremotos causam maciças descargas de hidrocarbonetos (por exemplo, exsudações de óleo catastróficas ''oil slicks'' nos oceanos) por ruptura de rochas impermeáveis. Todavia, é necessário considerar que as exsudações sempre constantes de fluidos que migram para a superfície dia-a-dia, chamada de ''cold outgassing'' tais movimentações tanto quanto ou mesmo muito mais contribuem em relação aos eventos catastróficos.
Alguns pensam que esse argumento seria um tanto estranho porque há evidência de fósseis nos "tar pits" (lagos de betume) cobrindo uma ampla gama de períodos e, portanto muitos deles são importantes fontes de fósseis. Isto certamente prova o reabastecimento com matéria orgânica fóssil, através do tempo geológico (centenas de milhões de anos) com a qual a origem biogênica por si só explicaria (sic). Entretanto, isto não tem nada em comum com a rápida formação dos campos de óleo e gás (cerca de 10 a 40 mil anos) e, geologicamente, rápida deteriorização. Os hidrocarbonetos desapareceriam rapidamente enquanto houvesse dissipação, evaporação, oxidação intensa e profunda biodegradação. Então, a pista para a solução deste problema está no balanço global do carbono e hidrogênio, fluxos e taxas de troca.
Uma questão crucial para o conceito do modelo orgânico é como poderia suportar qualquer mecanismo de suprimento das reservas de óleo mais rápido que sua exaustão. Fatos geológicos coletados em todas as bacias petrolíferas testificam que, geologicamente, os campos de óleo e gás são formados muito rapidamente, o que contradiz o tempo requerido para maturação de rochas orgânicas como se fundamenta os conceitos biogênicos. Esta é uma observação fundamental para esse modelo tradicional.
Uns acreditam que a origem abiogênica tem uma difícil missão por que os depósitos de hidrocarbonetos não seriam tão abundantes como as fontes abiogênicas são em larga escala. Pensar que os voláteis do manto terrestre são alegados como raros nas camadas superficiais da Terra é interessante ter em conta que rochas sólidas da crosta inferior e manto superior cobrem vastas áreas desérticas (como exemplos cinturões granulíticos e ofiolíticos). Além disso, afloramentos de rochas do manto fora do assoalho oceânico e ao longo do sistema global de cadeias meso-oceânicas são profusos neste planeta. Também, é frequentemente suposto que terremotos causam maciças descargas de hidrocarbonetos (por exemplo, exsudações de óleo catastróficas ''oil slicks'' nos oceanos) por ruptura de rochas impermeáveis. Todavia, é necessário considerar que as exsudações sempre constantes de fluidos que migram para a superfície dia-a-dia, chamada de ''cold outgassing'' tais movimentações tanto quanto ou mesmo muito mais contribuem em relação aos eventos catastróficos.
Alguns pensam que esse argumento seria um tanto estranho porque há evidência de fósseis nos "tar pits" (lagos de betume) cobrindo uma ampla gama de períodos e, portanto muitos deles são importantes fontes de fósseis. Isto certamente prova o reabastecimento com matéria orgânica fóssil, através do tempo geológico (centenas de milhões de anos) com a qual a origem biogênica por si só explicaria (sic). Entretanto, isto não tem nada em comum com a rápida formação dos campos de óleo e gás (cerca de 10 a 40 mil anos) e, geologicamente, rápida deteriorização. Os hidrocarbonetos desapareceriam rapidamente enquanto houvesse dissipação, evaporação, oxidação intensa e profunda biodegradação. Então, a pista para a solução deste problema está no balanço global do carbono e hidrogênio, fluxos e taxas de troca.
Quando cientistas e pesquisadores atentarem para esses fatos e compreenderem melhor o sistema Terra, integrando os conhecimentos da física, astrofísica e astronomia ficará claro que os hidrocarbonetos (petróleo e gás natural) são primordiais e, portanto, anteriores ao surgimento da vida.
Metano na Terra
O metano é um gás tipicamente encontrado na Terra, quando não em depósitos de gás natural, nos depósitos hidratos de metano sobre alta pressão nas planícies abissais dos oceanos, por vezes retrabalhados por bactérias em níveis mais rasos, hidratos de gás sob solos congelados "permafrost" ou ainda a partir da degradação de materiais biogênicos. Metano é um gás que causa efeito estufa greenhouse cerca de 20 vezes mais potente que o dióxido de carbono CO2 (gás carbônico).
É possível que as maiores extinções de vida ocorridas na história da Terra sejam devido ao incremento de metano na atmosfera, através de processos geológicos, como por exemplo, rebaixamentos do nível do mar ou impactos de meteoritos, que poderiam desestabilizar hidratos de gás dos oceanos. É possível que tal situação tivesse ocorrido seja durante a crise Permo-Triássica, com a fragmentação do supercontinente Pangea ou com expressivos impactos de meteoritos durante a passagem K-Pg, do Cretáceo para o Paleógeno (Antigo Terciário Inferior).
Metano reage com oxigênio produzindo gás carbônico quando interage próximo aos vulcões de magma (lava). O metano reage com água, oxigênio e cálcio formando os cimentos carbonáticos e concreções nos reservatórios sedimentares de petróleo.
Bactérias que vivem no interior da Terra ou ainda junto ao fundo do mar alimentam-se de metano, criando espetaculares ecossistemas, com formas de vida bizarras e ainda muito pouco estudadas, como as comunidades quimiossintéticas e corais de águas profundas.
O metano interage com rochas argilosas ricas em matéria orgânica (querogênio) e pode produzir menores contribuições de hidrocarbonetos para a formação de petróleo, devido à produção de biomarcadores verdadeiros (e.g. hopanos, terpanos os quais são oriundos de paredes celulares de bactérias) e hidrocarbonetos insaturados (alcenos), mas não propriamente petróleo. Também pode interagir com turfas nos pântanos formando depósitos de carvão, trazendo de grandes profundidades metais como mercúrio (sob a forma de metil- ou dimetil-mercúrio), arsênio, níquel, vanádio, cádmio, Chumbo, selênio, urânio, entre outros.
Hopanos são uma classe de isoprenóides presentes em pequenas quantidades no petróleo. Sua origem é relacionada com vestígios de paredes celulares de bactérias que se alimentam e morrem em meio aos hidrocarbonetos abiogênicos primordiais.
Esses vestígios são chamados de biomarcadores
Esses vestígios são chamados de biomarcadores
O metano (e ou mesmos carbonatos oriundos de metano oxidado) pode polimerizar no interior da Terra, através de reações de catálise tipo Síntese Fischer-Tropsch, formando hidrocarbonetos líquidos e gasosos (petróleo), através da serpentinização de peridotitos (dunito) do manto que produz hidrogênio, na presença de metais catalisadores como níquel, ferro, etc.
Deslocamentos súbitos de grandes quantidades de metano no interior da Terra podem ser causa de grandes terremotos, como apontado pelo cientista Thomas Gold. O escape repentino de metano para a superfície nas terras emersas ou sobre os mares também pode ser causa de certos acidentes aéreos e naufrágios. Poderia ocorrer perda de sustentação, caso a rota de aeronaves ou embarcações coincidisse com um grande fluxo de metano onde implicaria na diminuição da densidade do ar ou da água.
Metano possui ampla variação de estabilidade termodinâmica, conforme já constatado em diversos estudos e experimentos de alta pressão e temperatura.
Depósitos incomuns
Depósitos de hidrocarbonetos são encontrados em áreas condenadas pela ortodoxa teoria biogênica tradicional. Alguns campos de óleo estão sendo realimentados a partir de fontes profundas, embora isso não seja uma regra para uma "rocha geradora biogênica" profunda. Exemplos constatados de reabastecimento em campos de petróleo foram reportados em Eugene Island, Bloco 330, no Golfo do México. Os russos também constataram reabastecimento no campo supergigante de Romashkinokoye, assim como os americanos também perceberam o fenômeno na Prudhoe Basin, North Slope, Alaska. Trata-se de um fenômeno comum na maioria dos campos de petróleo e gás natural. Quando a pressão crítica for ultrapassada ou quando ocorrer um sismo poderá haver reabastecimento dos reservatórios desde que a configuração estrutural assim o permita.
No campo de White Tiger, Vietnam e muitos campos na Rússia, óleo e gás natural estão sendo produzidos em reservatórios situados em granitos do embasamento cristalino, com alguns poços evidenciando presença de hidrocarbonetos a mais de mil metros abaixo do topo do embasamento granítico. No caso do Vietnam não há nenhuma rocha fonte abaixo do nível produtor e pela teoria biogênica teria que haver uma migração de várias dezenas de quilômetros para que o óleo migrasse lateralmente, quando através de uma análise lógica torna-se simples concluir que a migração dos hidrocarbonetos é oriunda das falhas profundas que afetam o embasamento e que permitem comunicação com o manto.
Modelo do Campo de White Tiger, Vietnam. A produção de petróleo
é feita em rocha granítica do embasamento fraturado, a mais de
1000 metros abaixo do topo
é feita em rocha granítica do embasamento fraturado, a mais de
1000 metros abaixo do topo
Os "black shales" de idade arqueana no Cráton de Pilbara (3.25 Ga), Austrália, apresentam inclusões fluidas de óleo e pirobetumes. Há muitas evidências de betumes em rochas muito antigas, principalmente associando mineralizações. Os hidrocarbonetos primordiais também podem conduzir compostos metálicos e depositá-los através de processos hidrotermais.
Micróbios nas profundezas da Terra
Vida microbial tem sido descoberta a 4,2 Km de profundidade no Alaska e 5,2 Km na Suécia. Organismos metanófilos são conhecidos há tempo, e recentemente foi encontrada vida microbial no Parque de Yellowstone, nos Estados Unidos, sendo baseada no metabolismo de hidrogênio. Outros organismos de ambientes profundos e quentes (bactérias extremófilas) continuam a ser descobertos e também aqueles que suportam ambientes estressantes, como por exemplo, lagos hipersalinos.
Proponentes da Teoria Abiogênica ou origem inorgânica do petróleo apontam que a biosfera profunda é responsável pelos biomarcadores presentes no petróleo, isto é, esses biomarcadores são na realidade contaminantes orgânicos dos hidrocarbonetos naturais.
Vida microbial em profundidade alimentada por hidrocarbonetos primordiais.
Concepção artística da Biosfera Profunda e Quente
(The Deep Hot biosphere, Thomas Gold 1999)
Hélio
Associação de gás hélio em campos de gás natural e petróleo é bastante comum. Enquanto que o ³He é um gás primordial, muito ²He é também gerado a partir do decaimento radioativo do urânio. O Hélio é associado geralmente com óleos leves, muitas vezes acompanhado de nitrogênio e metano. Esses gases auxiliam na migração profunda do petróleo líquido para níveis crustais mais rasos.
Nenhum processo biológico conhecido produz hélio, portanto, sua estreita relação com o petróleo é um forte argumento para a Teoria Abiogênica. Acumulações comerciais de hélio são em geral mais raras, no entanto sempre estão associadas com petróleo e gás natural. No campo de gás de Panhandle-Hugoton em Kansas e Texas, EUA, há importante produção de hélio. Há também outros campos como na Argélia e na Rússia com importantes teores.
A retenção do hélio necessita de condições específicas, como por exemplo, haver uma rocha selante extremamente efetiva sobre os reservatórios, em geral rochas salíferas como halita, anidrita (também ditas "evaporitos").
O hélio radiogênico formado em níveis crustais não teria pressão suficiente para se incorporar a partir das rochas junto aos reservatórios de metano e óleos leves. A hipótese mais lógica é, portanto, que sua migração vem de grandes profundidades (manto) trazendo consigo outros hidrocarbonetos. Agumas vezes o hélio ocorre associado com dióxido de carbono, ambos provavelmente primordiais.
Nenhum processo biológico conhecido produz hélio, portanto, sua estreita relação com o petróleo é um forte argumento para a Teoria Abiogênica. Acumulações comerciais de hélio são em geral mais raras, no entanto sempre estão associadas com petróleo e gás natural. No campo de gás de Panhandle-Hugoton em Kansas e Texas, EUA, há importante produção de hélio. Há também outros campos como na Argélia e na Rússia com importantes teores.
A retenção do hélio necessita de condições específicas, como por exemplo, haver uma rocha selante extremamente efetiva sobre os reservatórios, em geral rochas salíferas como halita, anidrita (também ditas "evaporitos").
O hélio radiogênico formado em níveis crustais não teria pressão suficiente para se incorporar a partir das rochas junto aos reservatórios de metano e óleos leves. A hipótese mais lógica é, portanto, que sua migração vem de grandes profundidades (manto) trazendo consigo outros hidrocarbonetos. Agumas vezes o hélio ocorre associado com dióxido de carbono, ambos provavelmente primordiais.
Elementos traço, metais associados
Níquel (Ni), Vanádio (V), Chumbo (Pb), Arsênio (As), Cádmio (Cd), Mercúrio (Hg), Cobalto (Co), Cromo (Cr), e outros metais são frequentemente encontrados no petróleo, principalmente o Níquel e Vanádio. Alguns óleos pesados, como exemplo alguns óleos crus da Venezuela, chegam ter até 45% de Vanádio (pentóxido) nas cinzas, valores esses que chegam a ser comerciais.
O níquel e vanádio configuram como elementos centrais nas moléculas de porfirinas, que costumam concentrarem-se nas porções mais biodegradadas, juntamente com asfaltenos. Ressalte-se que a molécula de clorofila, que também é uma pofirina com núcleo de magnésio, praticamente inexiste no petróleo. Se o petróleo tivesse origem a partir de plantas ou algas com clorofila deveria possuir porfirinas de magnésio, mas isso não ocorre.
Esses metais e sua paragênese são comuns no manto da Terra. Esses elementos traço também são chamados de não-biomarcadores ou "abiomarcadores", mas através das paragêneses dos metais é possível estabelecer assinaturas para identificação de proveniência dos óleos crus (petróleo).
A presença de mercúrio (Hg) é notável em muitos campos de gás e também de óleo, oil shales, carvões pretos, etc. O mercúrio, como já mencionado, pode migrar na forma de compostos organometálicos como metil ou dimetil-Hg. É um elemento altamente tóxico, biocida, e não pode ter nenhuma relação intrínseca com atividade biológica. Até o mercúrio presente em turfas pode ser oriundo de emanações através de falhas profundas que trazem metano para níveis superficiais.
O níquel e vanádio configuram como elementos centrais nas moléculas de porfirinas, que costumam concentrarem-se nas porções mais biodegradadas, juntamente com asfaltenos. Ressalte-se que a molécula de clorofila, que também é uma pofirina com núcleo de magnésio, praticamente inexiste no petróleo. Se o petróleo tivesse origem a partir de plantas ou algas com clorofila deveria possuir porfirinas de magnésio, mas isso não ocorre.
Esses metais e sua paragênese são comuns no manto da Terra. Esses elementos traço também são chamados de não-biomarcadores ou "abiomarcadores", mas através das paragêneses dos metais é possível estabelecer assinaturas para identificação de proveniência dos óleos crus (petróleo).
A presença de mercúrio (Hg) é notável em muitos campos de gás e também de óleo, oil shales, carvões pretos, etc. O mercúrio, como já mencionado, pode migrar na forma de compostos organometálicos como metil ou dimetil-Hg. É um elemento altamente tóxico, biocida, e não pode ter nenhuma relação intrínseca com atividade biológica. Até o mercúrio presente em turfas pode ser oriundo de emanações através de falhas profundas que trazem metano para níveis superficiais.
Análise de 22 elementos traço em 77 óleos, quimicamente os correlacionam melhor com a composição de meteoritos condríticos, com o manto peridotítico serpentinizado fértil e manto primitivo do que com a crosta oceânica ou continental, e não mostram nenhuma correlação com as distribuições químicas na água do mar (Szatmari et al., 2005).
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Comparação da média de elementos-traço de 67 petróleos do Brasil (ppb) com condrito, manto serpentinizado UB-N, manto primitivo, espinélio peridotito do manto e manto depletado (ppm). As correlações são melhores com o manto serpentinizado. Szatmari et al., (2007) |
Diamantóides
Minúsculos diamantóides ocorrem no petróleo (óleo, gás e condensados). São moléculas que possuem similar arranjo da estrutura de átomos como os diamantes, ou seja, no sistema cristalino cúbico e, suspeita-se que sua origem seja também relacionada aos ambientes de origem dos kimberlitos e lamproítos, que portam diamantes naturais, a partir de altíssimas pressões e temperatura no manto da Terra, trazendo-os para a superfície. Esses diamantóides, encontrados com maior abundância nos condensados, que são óleos muito leves. Diamantóides são excelente matéria-prima para a nanotecnologia e são também, provavelmente, o mais nobre dos produtos presentes nos hidrocarbonetos naturais.
Cristais de diamantóides têm presença ubíqua nos hidrocarbonetos,
principalmente nos condensados e gás
Hidrogênio
O petróleo é composto principalmente por alcanos (n-alcanos, parafinas). Sir Robert Robinson, Prêmio Nobel em Química (1947), estudou a constituição do petróleo natural em grande detalhe, e concluiu que havia muito excesso de hidrogênio para que fosse produto de detritos orgânicos de plantas ou animais. As olefinas (alcenos), que são hidrocarbonetos insaturados, é que deveriam ser esperados caso a fonte fosse orgânica. Ele então escreveu:
“Na verdade, não se pode por demais enfatizar que o petróleo não apresenta um quadro da composição prevista de produtos biogênicos modificados, e todos os argumentos dos constituintes dos óleos antigos encaixam tão bem, ou melhor, com a concepção de uma mistura de hidrocarbonetos primordiais para a qual bio-produtos foram adicionados.” — Sir Robert Robinson (Nobel de Química, 1947)
Termodinâmica
A 2a. Lei da Termodinâmica proíbe a formação espontânea de hidrocarbonetos mais pesados que o metano a baixas pressões. Cálculos termodinâmicos e diversos estudos experimentais efetuados na Rússia e Estados Unidos confirmam que os n-alcanos (componentes comuns no petróleo) não evoluem espontaneamente a partir do metano a pressões tipicamente encontradas nas bacias sedimentares, portanto a Teoria Abiogênica para origem dos hidrocarbonetos sugere geração profunda (abaixo de 150-200 km, de acordo com estudos realizados pelo Dr. J.F. Kenney e colaboradores). Esses estudos de estabilidades termodinâmicas e energias livres do sistema Carbono-Hidrogênio claramente demonstram que as moléculas biológicas como os carboidratos possuem baixo potencial químico enquanto que os hidrocarbonetos têm alto potencial químico, portanto a intrínseca formação de petróleo a partir de detritos biológicos não está de acordo com leis naturais.
Imaginar e sugerir que, por exemplo, os motores a jato de um avião (turbinas) tenham sua força de propulsão para levantá-lo no ar com energia derivada dos chamados "combustíveis fósseis" é de fato uma tola noção.
Imaginar e sugerir que, por exemplo, os motores a jato de um avião (turbinas) tenham sua força de propulsão para levantá-lo no ar com energia derivada dos chamados "combustíveis fósseis" é de fato uma tola noção.
“O sistema Hidrogênio-Carbono não evolui espontaneamente a pressões menores que 30 Kbar, mesmo nas mais favoráveis condições ambientais. O sistema H-C evolui hidrocarbonetos sob pressões encontradas no manto da Terra e a temperaturas consistentes com aquele ambiente” — J. F. Kenney
Estabilidade dos hidrocarbonetos a temperaturas e pressões na Terra, Chekaliuk (1976). Metano (CH4) é a molécula mais estável dos hidrocarbonetos, a maioria deles iria sobreviver a todos os níveis até 300 km, desde que a temperatura lá não ultrapasse 2000 oC. Para os outros componentes naturais do petróleo parafinas, aromáticos e naftenos - as percentagens em equilíbrio são mostradas, estes seriam os valores mais prováveis de serem produzidos a partir de uma mistura de hidrogênio e carbono. Metano vindo de grande profundidade pode trazer, em solução, as frações significativas destes componentes do petróleo.
Biologia
A vida tal como a conhecemos é baseada fundamentalmente em carbono. Os primitivos organismos vivos (archeobactérias) retiram energia do metano primordial ou petróleo (hidrocarbonetos) que estão nas profundezas da Terra. Muitas bactérias também aproveitam o oxigênio a partir da redução de sulfatos e produzem gás sulfídrico (H2S). Essa biosfera profunda forma os contaminantes do petróleo e torna-se, através desses vestígios, partes dos chamados biomarcadores encontrados no petróleo natural. A fotossíntese é um processo bastante complicado que os primitivos organismos desenvolveram para auxiliá-los na conquista e sobrevivência na superfície do planeta. Isto pode ter ocorrido quando a fonte local de hidrocarbonetos possa ter cessado. O astrofísico Thomas Gold mencionou que as primitivas bactérias inventaram a fotossíntese para conquistar a superfície fazer seu próprio alimento, isto é, seres autótrofos.
Árvore filogenética da vida
Fumarolas negras (Black smokers) no fundo do oceano e comunidades
quimiossintéticas associadas
Serpentinização e síntese química de óleo - Síntese Fischer-Tropsch
Outra possível formação de óleo inorgânico é através da Síntese Fischer-Tropsch. A catálise Fischer-Tropsch converte monóxido de carbono, dióxido de carbono e metano em várias formas de hidrocarbonetos líquidos. O monóxido e dióxido de carbono são gerado através da oxidação parcial de carvão ou combustível lenhoso. Este processo foi desenvolvido e usado exaustivamente na II Guerra Mundial pela Alemanha, a qual tinha limitado acesso aos suprimentos de petróleo. Ainda hoje é usado na África do Sul para produzir diesel a partir do carvão.
Serpentinização de rochas ultramáficas peridotíticas ricas em carbono envolvem reações Fischer-Tropsch e acredita-se que ocorra em profundidade, quando o manto peridotítico é hidrolisado tornando-se serpentinito enquanto há desprendimento de hidrogênio. Na presença de metais de transição catalisadores (Fe, Ni, Co) o hidrogênio reage com dióxido de carbono das rochas carbonáticas e resultam em hidrocarbonetos n-alcanos, incluindo hidrocarbonetos lineares saturados, álcoois, aldeídos, cetonas, aromáticos e compostos cíclicos. Também é possível que o metano de regiões mais profundas do manto seja polimerizado pela Síntese Fischer-Tropsch formando n-alcanos e outros hidrocarbonetos. Dessa forma essas reações, embora não forme todas as moléculas presentes no petróleo, poderia contribuir na formação de parte dos hidrocarbonetos com liberação de hidrogênio e polimerização de metano a partir da serpentinização de peridotitos do manto superior, como sugerido por Szatmari (1989) .
Associação do petróleo com estruturas profundas
Campos de óleo e gás são encontrados principalmente sobre estruturas profundas presentes no embasamento cristalino, relacionados a limites de placas litosféricas, estruturas de impacto de meteoritos (crateras de impacto). Esta associação pode ser observada de acordo com a distribuição de campos de petróleo ao longo dos arcos, como por exemplo, na Indonésia, Golfo Pérsico, Apeninos (Itália), Alaska, Arco de Barbados e sua continuidade para Trinidad e Tobago e Venezuela entre outros. Nas bacias de margem divergente ou também em riftes abortados, as ocorrências petróleo estão associadas à falhas extensionais de grande magnitude que comunicam com a crosta com manto em elevação. São exemplos desse contexto as regiões petrolíferas do rifte Atlântico, Mar do Norte (Viking Graben), Bacia do Recôncavo, entre outras. Reativações geológicas importantes ao longo do preenchimento das bacias sedimentares facilitam a migração de hidrocarbonetos para altos estruturais, os quais são formados por falhas de grande rejeito vertical onde as estruturas podem formar acumulações quando encontram rochas reservatório (poros, fraturas) e rochas impermeáveis (selantes, capeadoras), formando armadilhas ou trapas.
Por que o petróleo é frequentemente encontrado em bacias sedimentares?
As bacias sedimentares preenchem áreas de depressão onde ocorreram falhas profundas, associadas a limites de placas (riftes, convergência por compressão ou colisão continental entre duas placas litosféricas). Os estratos sedimentares formam excelentes reservatórios (espaços porosos) e também rochas selantes que quando combinados podem formar armadilhas para hidrocarbonetos. Essas armadilhas estão conectadas com fontes profundas, através de falhas também muito profundas, havendo interações com o manto durante a evolução da bacia. O petróleo também ocorre em rochas cristalinas do embasamento, embora as acumulações sejam mais raras, pelo fato do desconhecimento da geologia desses terrenos, havendo ainda pouco esforço exploratório para perfuração de poços e pesquisas nesse contexto. O sucesso das descobertas das acumulações nas bacias sedimentares deve-se intrinsicamente ao notável desenvolvimento dos métodos de sísmica de reflexão, os quais permitem melhor identificação de estruturas e predição de reservatórios.
Os hidrocarbonetos (petróleo, gás) migram, através falhas geológicas de grandes profundidades, para as rochas sedimentares e alojam-se principalmente nos reservatórios (rochas com porosidade e / ou fraturadas), no entanto é bastante comum a interação entre hidrocarbonetos alóctones com rochas interestratificadas e laminadas, como por exemplo, folhelhos e ou alternância de folhelhos e rochas carbonáticas delgadas, conduzindo a equivocada interpretação de que esses litótipos seriam "rochas fonte" (sic) de petróleo.
Áreas com trends petrolíferos em regimes compressionais
Campos de petróleo no Oriente Médio. A Placa Arábica possui tamanho relativamente pequeno e sofreu diversas convulsões e reativações ao longo de sua história geológica. Os campos de petróleo relacionam-se com estruturas profundas pelas quais os hidrocarbonetos migram para excelentes reservatórios nas bacias sedimentares, do Precambriano ao Cenozóico. Esses são motivos que explicam porque nessa região há petróleo em abundância
Estrutura do Arco da Indonésia. As ocorrências de petróleo e carvão estão relacionadas com zonas sismogênicas,
vulcanismo de lama e de lava em limite de placa
vulcanismo de lama e de lava em limite de placa
Estrutura da Placa do Caribe. As ocorrências de petróleo na Venezuela e países
vizinhos se alinham ao limite da placa, onde ocorrem falhas profundas que
permitem a ascensão dos hidrocarbonetos para as bacias sedimentares
Modelos conceituais de regimes distensionais nos quais nota-se a interação do manto e a formação de trends petrolíferos que acompanham as megaestruturas.
Modelo de abertura oceânica e formação de bacias distensionais de margens divergentes tal como as do Atlântico. A Reativação das antigas estruturas que formaram a bacia sedimentar permitirá ascensão de hidrocarbonetos do manto para a crosta, onde as rochas das bacias sedimentares formam melhores reservatórios e sistemas selantes em situação estrutural favorável para acumulações
Modelo para o Viking Graben no Mar do Norte. As grandes acumulações dessa área seguem claramente o trend extensional do rifte, onde há interação com manto através de falhas profundas que permitem a ascensão dos hidrocarbonetos primordiais para as bacias sedimentares e sua consequente acumulação
“Geology is the prisoner of several dogmas that have had widespread influence on the development of scientific thought.” — William R. Corliss, 1975
ou seja:
“Geologia é prisioneira de vários dogmas que tiveram ampla influência sobre o desenvolvimento do pensamento científico.”
“Geologia é prisioneira de vários dogmas que tiveram ampla influência sobre o desenvolvimento do pensamento científico.”
“It is a singular and notable fact that, while most other branches of science have emancipated themselves from the trammels of metaphysical reasoning, the science of geology still remains imprisoned in ‘a priori’ theories.” — Sir Henry H. Howorth, 1895
ou seja:
“É um fato singular e notável que, enquanto a maioria dos outros ramos da ciência se emancipou da dificuldade de raciocínio metafísico, a ciência da geologia continua a ser presa em teorias a priori . ”
“What is the ape to man? A laughing-stock, a thing of shame. And just the same shall man be to the Superman: a laughing-stock, a thing of shame.
Ye have made your way from the worm to man, and much within you is still worm. Once were ye apes, and even yet man is more of an ape than any of the apes.”
Friedrich Wilhelm Nietzsche (1844-1900)
From: Thus Spoke Zarathustra
“Assim Falou Zarathustra”
ou seja:
“O que é o macaco para o homem? Uma zombaria ou uma dolorosa vergonha. Pois é o mesmo que deve ser o homem para o Super-homem: um motivo de riso, uma coisa de vergonha. Percorrestes o caminho que medeia do verme ao homem, e ainda em vós resta muito do verme. Noutro tempo fostes macacos, e hoje o homem ainda é mais macaco do que todos os macacos.”