كيف يتكون النفط في باطن الأرض؟

كيف يتكون النفط في باطن الأرض؟

تعيش الطحالب والنباتات في أماكن البحر الضحلة منذ ملايين السنين، وبعد موتها وغرقها في قاع البحر تختلط المواد العضوية مع الرواسب الأخرى، ثم تُدفن وتتعرض على مدى ملايين السنين للضغط المرتفع ودرجات الحرارة العالية، فبقايا هذه الكائنات تحولت إلى ما يُعرف اليوم بالوقود الأحفوري، والفحم، والغاز الطبيعي، والنفط الذي تشكل في ظروف مماثلة، وقد اكتُشف البترول بخزانات جوفية شاسعة وضخمة في مكان تواجد البحار القديمة، إذ يُعثر عليها تحت الأرض وفي قاع المحيطات، ثم استُخرجت وما زالت تُستخرج بآلات الحفر العملاقة.

فالنباتات والطحالب والعوالق الي انجرفت للبحار والمحيطات، غرقت هذه الكائنات الحية في قيعان البحار في نهاية دورة حياتها، ومع مرور الوقت دُفنت وسُحقت تحت الملايين من أطنان الرواسب وطبقات حطام النباتات، وبعد ذلك جفت البحار القديمة، وتبقى ما يسمى بالأحواض الرسوبية، وفي أعماق الحوض ضُغطت هذه المواد العضوية بين طبقات الأرض بدرجات حرارة عالية جدًا وفوقها ملايين الأطنان من الصخور والرواسب، في ظل غياب الأكسجين تمامًا، ثم تحولت المواد العضوية لمادة شمعية تسمى الكيروجين، ومع المزيد من الحرارة والوقت والضغط يخضع الكيروجين لعمية تسمى كاتاجينيسيس لتتحول إلى هيدروكربونات، وهي مواد كيميائية تتكون من الهيدروجين والكربون، لتخلق أشكالًا مختلفة منها، مثل: الفحم، والجفت، والغاز الطبيعي، إذ اكتُشف أكثر من 500 نوع من الرواسب النفطية.

ويمتاز النفط بلونه الأسود الخام أو البني الداكن، وفي بعض الأحيان قد يتواجد بالألوان المختلفة كأن يكون مُصفرًّا، مُحمرًّا، مُخضرًّا، أو أسمرًا، وتختلف الألوان تبعًا للتركيبة الكيميائية المميزة التي مدَّت النفط بالمعادن وشكَّلت لونه، ويحتوي النفط على القليل من المعادن والكبريتات مما يجعله خفيف الوزن بصورة واضحة جدًّا في بعض الأحيان، أما عن استخدامات النفط فهو يدخل في صناعة البنزين المنتج الأساسي في حياتنا اليومية، وبعد أن يُعالج يدخل في صناعات شاسعة ومنتشرة جدًّا مثل الإطارات والثلاجات وسترات النجاة ومواد التخدير.

وعند حرق المنتجات البترولية هذه للحصول على الطاقة تُطلق غازات سامة وكميات عالية من ثاني أكسيد الكربون أحد الغازات الدفيئة، ويُساعد هذا الكربون في تنظيم درجة حرارة الغلاف الجوي، إلا أنَّ التوازن الطبيعي قد يتأثر سلبًا مما يؤثر في المناخ، وتوجد تحت الأرض كميات هائلة جدًّا من النفط وفي حفر القطران التي تتدفق على السطح، إلا أنَّه كأحد المصادر غير المتجددة للطاقة مثل الفحم والغاز الطبيعي، فهو يحتاج لملايين السنين حتى يتشكل، وبعد استخراجه واستهلاكه لا توجد طريقة لاستبداله وتدويره نظرًا لأنَّه بعد احتراقه يتحول لغازات تُطلق في الجو، ووفقًا لما يتوقعه الخبراء فإنَّ النفط سوف ينفد من العالم بحلول عام 2050م، لذا فقد أصبح من الأمور بالغة الأهمية للطاقة العالمية البحث عن بدائل البترول^[١].

كيف يتواجد النفط في باطن الأرض؟

يتواجد النفط في جيوب تحت الأرض تسمى بالخزانات، ففي أعماق الأرض يكون الضغط مرتفعًا جدًّا ثم يتسرب نحو السطح أي إلى مكان ذي ضغط أقل، وتستمر هذه الحركة بانتقال النفط من الضغط العالي للمنخفض وصولًا لطبقة الصخور غير المنفذة، ثم يتجمع البترول في خزانات يصل ارتفاعها إلى مئات الأمتار تحت سطح الأرض، ويُمكن تجمع البترول في الفخاخ الهيكلية التي تتشكل عند انثناء الطبقات الضخمة من الصخور وتتصدع، ويُحبس البترول أحيانًا في الهياكل الجيولوجية بعملية تُسمى الانعكاس الزلزالي، وتُقاس كمية البترول في هذه الخزانات بالبراميل والأطنان، إذ يتسع برميل النفط لحوالي 42 جالونًا، أما في أوروبا وآسيا فيُقاس بالأطنان المترية، أي أنَّ كل طن متري يحتوي على 6-8 براميل، وغالبًا ما يتواجد النفط بجانب الغاز الطبيعي تحت الأرض^[١].

كيفية استخراج النفط من باطن الأرض

في ما يلي بعض طرق استخراج النفط من باطن الأرض^[٢]:

1. النفط التقليدي الذي يُستخرج من الخزانات الجوفية بالحفر والضخ التقليدي، فهو سائل بدرجة حرارة وضغط الغلاف الجوي، لذا فمن الممكن أن يتدفق عير حفرة البئر وخطوط الأنابيب دون تسخين أو تخفيف.
2. النفط غير التقليدي الذي يحتاج إلى تقنيات استخراج متقدمة، مثل: تعدين الرمال النفطية، والتطوير في الموقع لاستخلاص النفط الثقيل الذي لا يتدفق من تلقاء نفسه.
3. التعدين السطحي والذي يستخدم عندما تكون رواسب النفط على بعد 70 مترًا من سطح الأرض، إذ تقوم المجارف بغرف الرمال في شاحنات النقل ثم تُنقل للكسارات لتقسميها لأجزاء صغيرة، ثم تُخلط الرمال بالماء الساخن وتُضخ عبر خط الأنابيب لمصنع يُسمى المطور، لفصل البيتومين عن الرمل والطين والماء.
4. تسخين الرمال في الموقع حتى ينفصل البيتومين عن الرمل في الرواسب نفسها، بحيث يُصبح سائلًا بدرجة كافية لضخه إلى السطح، وتُستخدم لهذه الطريقة عملية CSS أي التحفيز الدوري بالبخار، SAGD والذي يعني تصريف الجاذبية بمساعدة البخار، والتي تتم بحرق الكميات الكبيرة من الماء والغاز الطبيعي لتكوين بخار يُحقن في رواسب الرمال الزيتية.

أبرز استخدامات النفط في الحياة اليومية

إنَّ للنفط استخدامات شاسعة في حياتنا اليومية، وفي ما يلي بعض منها^[٣]:

1. النقل من خلال البترول الذي هو مصدر أساسي للطاقة، إذ يُحصل على ما يُقارب ثلثي وقود النقل من البترول التي تشمل: البنزين، والديزل، وغاز البترول المسال، ووقود الطائرات، والوقود البحري، وبنزين القوارب والشاحنات الخفيفة.
2. توليد الطاقة والكهرباء، إذ تستخدم محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري البترول والغاز الطبيعي لإنتاج الكهرباء.
3. مواد التشحيم المُشتقة من البترول، إذ تُستخدم هذه المزلقات في جميع أنواع الآلات الصناعية والمركبات لتقليل الاحتكاك، كما تُستخدم في الطهي أيضًا، بالإضافة إلى التطبيقات الحيوية على البشر، والفحص بالموجات فوق الصوتية والفحوصات الطبية، إذ تحتوي على ما يُقارب 90% من الزيت الأساسي.
4. المستحضرات الطبية الموضعية والكريمات التي تتكوَّن من جزيئات عضوية متعددة.
5. إنتاج الأمونيا الذي يُستخدم كمصدر للنيتروجين في الأسمدة الصناعية، وذلك لتحقيق غلات محاصيل عالية، كما تُصنع منها مبيدات الآفات على نطاق واسع.
6. صناعة الأسمدة الكيماوية والألياف الصناعية والمطاط الصناعي والنايلون والبلاستيك ومبيدات الآفات ومبيدات الحشرات والعطور والأصباغ والدهانات.
7. صناعة منتجات الأغراض المنزلية مثل البلاستيك، والمنظفات، والشحوم، والفازلين، والشمع، والبيوتادين.

ما الآثار البيئية التي يُسببها النفط؟

نظرًا لأنَّ النفط يتألف من جزيئات عضوية فمن المُحتمل أن يُسبب آثارًا بيئية مختلفة، وفي ما يلي بعض منها^[٤]:

1. احتراق النفط يُنتج ثاني أكسيد الكربون ومنتجاته المكررة، مما يُساهم في تغيُّر المناخ.
2. تدمير الأرض خلال استخراج النفط مما يزيد من احتمالية حدوث الانسكاب النفطي الذي قد يُدمر مناطق بيئية مهمة.
3. انبعاث غازات سامة أخرى خلال الاحتراق تُسبب الضباب الدخاني الكثيف، وتؤثر في جودة الهواء الذي نستنشقه.

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "Petroleum", nationalgeographic, Retrieved 27/2/2021. Edited.
2. ↑ "How is Oil Extracted?", capp, Retrieved 27/2/2021. Edited.
3. ↑ "Major uses of petroleum", nsenergybusiness, 25/11/2017, Retrieved 27/2/2021. Edited.
4. ↑ "Oil", energyeducation, Retrieved 27/2/2021. Edited.