Приоткрывая секреты образования нефти

Ученые из Йельского Университета искусственным образом получили окаменелые листья для того, чтобы раскрыть старую загадку химии образования керогена, предшественника ископаемых углеводородов нефти.

Известно, что ископаемые листья, возраст которых составляет более сотен миллионов лет, содержат длинноцепочечные алифатические углеводороды линейного строения, являющиеся компонентами некоторых типов керогена. Эти останки нерастворимых органических соединений биогенного происхождения, образующиеся из разложившихся водорослей, грибов, цветковых растений, насекомых и обитателей моря сжимаются и нагреваются в толще Земли и образуют компоненты ископаемых углеводородных источников, таких как нефть или каменный уголь.

Вместе с тем в современных растениях нельзя обнаружить алифатические углеводороды, эквивалентные н-алканам керогена. Наиболее популярной гипотезой является то, что листья содержат некоторые устойчивые к распаду длинноцепочечные молекулы, сохраняющиеся в то время, как основная часть растения сгнивает. По словам Дерека Бриггса (Derek Briggs) из Йельского Университета эта гипотеза основана на исследовании отряда кактусов, содержащих кутан, устойчивый карбоцепной полимер.

Однако в других современных растениях не обнаруживаются даже следы кутана. В качестве альтернативной гипотезы исследователи предположили, что за формирование алифатических углеводородов в результате окаменения может отвечать реакция неуглеводородных компонентов листьев с внешними осадочными породами.

Окаменелые листья можно получить за пару дней, если, конечно, нет желания ждать миллионы лет (По материалам Nature).

Для проверки этой гипотезу Бриггс с коллегами решили приготовить окаменелые растения в лабораторных условиях. Они в течение дня обрабатывали измельченные останки листьев и стеблей растений при температуре 350 градусов Цельсия и давлении 700 атмосфер в запаянных капсулах из золота. Этот процесс, по мнению исследователей, представляет собой ускоренную версию тех реакций, которые могут протекать в природе при естественном процессе окаменения. Если лабораторное «старение» проводить при более низкой температуре, листья подвергаются лишь частичной трансформации, превращаясь в образцы, подобные растительным окаменелостям, извлекаемым из молодых скальных образований.

Искусственно созданные окаменелости действительно содержат длинноцепочечные углеводороды, которые обычно находят в настоящих окаменелостях. Бриггс и его коллеги предполагают, что основной причиной образования алканов являются липиды, содержащиеся в растительных тканях. Это предположение подтверждается тем, что при удалении с листьев защитного воскового слоя и последующей обработке при повышенном давлении и температуре компоненты кутана не образуются.

Дерек Бриггс отмечает, что, несмотря на то, что его исследования направлены на проблему формирования нефти, нефтяные компании в первую очередь заинтересованы в поиске новых источниках углеводородов, считая изучения проблем окаменения углеводородов чистой наукой, направленной на удовлетворение собственного любопытства исследователей.

Источник: Org. Geochem., 2006