【未解之謎】石油的真相 取之不竭的能源？
大家好，我是扶搖。歡迎和我一起探索未解之謎。
最近，首富馬斯克又語出驚人了，宣稱兩年後，首批無人飛船將登陸火星；4年後，啟動載人飛船；20年內，在火星上建造一個自給自足的城市。火星移民計劃正式啟動！
粉絲們聽說後興奮不已，個個摩拳擦掌，準備迎接新世界的到來。據說，第一批火星移民已經開始攢錢了。
可是，且慢，在火星這麼一個荒涼的地方，嬌貴的地球人怎麼實現自給自足呢？首先面臨的問題就是，人類生存最重要的兩個因素，水和能源，從哪裡來？
火星能源
有人站出來說了，別慌，火星上很可能有水，而且還有石油。因為美國宇航局NASA的火星車好奇號帶了好消息。
好奇號是2012年8月6日在火星的蓋爾隕石坑（Gale）登陸的。它的主要任務就是研究火星的氣候和地質特徵，評估火星上是否具備生物生存的環境條件，探索火星成為人類宜居星球的可能性。
2015年，好奇號發現火星土壤含有豐富的水分，大約為1.5%到3%，表明火星有足夠的水資源供給未來的移民使用。
而早在2013年，好奇號就在隕石坑附近發現了甲烷，但是含量不高。甲烷是天然氣的主要成分，經常跟石油共生。
2019年，好奇號忽然在蓋爾火山口發現了大量的甲烷。這一下整個科學界都興奮了。有科學家認為，這可能說明火星上有生命，存在著一些能釋放甲烷的微生物。但也有科學家認為，根據火星的環境，存在著微生物的可能性微乎其微。發現甲烷很可能昭示著隕石坑下面有個大油田。因為在地球上的油田勘探中，甲烷也是判斷地下是否有油田的一個重要指標。
什麼？石油難道不是來自於遠古的生命嗎？植物的屍體被埋在地下，慢慢變成了煤炭；動物的屍體被埋在地下，慢慢變成了石油。難道不是這樣嗎？火星上連生命都沒有，怎麼可能產生石油？
這個您就有所不知了。其實關於石油是如何產生的，科學界一直存在著兩種不同的假說，有機論和無機論。
有機論 v.s. 無機論
有機論認為，石油是史前生物的屍體在高溫高壓下，經過漫長的時間慢慢形成的。這個過程可能是幾百萬年，也可能是幾億年。在漫長的歲月中，這些有機物跟泥土混合，被埋在厚厚的沉積岩下，在地下的高溫和高壓下逐漸轉化成蠟狀的油頁岩。之後又退化成液態和氣態的碳氫化合物。液態的是石油，氣態的就是天然氣了。因為它倆都比岩石輕嘛，它們就會向上滲透，然後慢慢聚集，形成油田。
根據這種假說，石油是一種不可再生資源，用一桶少一桶。1970年代的時候出現過石油危機，曾經有專家憂心忡忡地說，再過20年，地球上的石油就會枯竭。然而，50年過去了，石油市場依舊興旺發達，不但中東的石油還在源源不斷地出產，美國、加拿大和世界上的其它地區都不斷地開發出了大油田。單單在1976年到1996年這20年間，全球石油儲量就增加了72%，達到1.04兆桶。其中世界上最大的油庫——中東的石油儲量增加了一倍多。
更讓人不可思議的是，有的油田在已經枯竭的情況下又重新產生了石油。美國尤金島（Eugene Island）油田就是很好的一個例子。尤金島油田是1973被開採出來的，最頂峰的時候，每天出產1萬5千桶。但到了1989年，產量銳減到每天4千桶。
就在大家以為油田很快就會枯竭的時候，1995年，石油產量忽然開始增加，很快恢復到了日產量1萬3千桶，跟巔峰時期差不多。石油儲量也從原先的6千萬桶猛增到了4億桶。而且科學家驚奇地發現，這些新的石油的地質年齡跟10年前湧出的石油截然不同。也就是說，這些石油來自於一個新的源頭。
科學家們深深地困惑了。尤金島這種迅速自我補充的能力究竟來自哪裡？難道石油並非是一種有限的資源？
這時，曾經被一度遺忘的無機論又被提了出來。因為無機論認為，石油是取之不竭，用之不盡的。
石油來自創世之初
在這種假說中，石油來自於地球的創世之初，有科學家稱之為「太初」時期。地球剛形成的時候，是由固態物質積聚而成的，這其中也包含了不少來自天外來的隕石。其中有的隕石就富含碳。後來它們被壓到了地心深處，成為了碳沉積物。金剛石就是來自於這種碳沉積物。
火山噴發的時候，從地心深處帶出了大量的金剛石，金剛石就是鑽石的原身，非常純粹，只含有碳元素。要形成金剛石必需要有很高的壓力，這種壓力只有在地下150公里或者更深的地方才能達到。所以很明顯，在地心深處有著豐富的、非常純粹的碳。而這種碳一直在向地表遷移。
不過火山噴發不是碳向上遷移的主要方式。二氧化碳和甲烷這兩個含有碳元素的氣體才是運送碳的主要載體。它們能把地球深處的碳輸送到各個角落。
而在碳向上遷移的同時，埋藏在地球深處的氫氣也在往地表滲透。2018年，在美國卡羅萊納海灣（Carolina Bay）中就發現了大量從地殼中滲透出來的純氫，每天高達2,700立方米。
地球深處為什麼會有氫氣存在呢？根據宇宙大爆炸的理論，宇宙大爆炸之初，只有氫和氦這兩種元素，其中氫的含量是最多的。這兩種元素在恆星的核聚變中形成了各種各樣其它的元素，可以說是「萬物之母」。直到現在，氫氣還是宇宙中含量最多的元素，氦氣緊隨其後。在地球的形成之初，重力還沒有形成，一切都漂浮在空中，有大量的氫氣被壓在地心深處也不是沒有可能。
這些氫氣從地核中緩慢上升，來到地殼和地幔的交界處的時候，會和也從地心升上來的二氧化碳、還有地層中的水起反應，形成碳氫化合物。這些化合物在地殼的縫隙中聚集，經過高壓的作用，就會形成石油。來自地球深處的碳和氫源源不斷，石油也就取之不竭了。
說到這裡，有人就提出了疑問，碳氫化合物不是只存在於有機物中嗎？
這時，天文學家們站出來說話了。他們說，非也，非也。因為天文界發現，土星、木星、天王星、海王星的大氣層都含有極為豐富的甲烷和其它碳氫化合物。土星的衛星土衛三的大氣層中也有著密集的甲烷和乙烷。1986年，76年才訪問地球一次的哈雷彗星回歸的時候，彗星的頭部裹著一層黑漆漆的東西，研究人員認為，這應該是瀝青或其它其類似的碳氫化合物。
而在這些星球上，目前為止，還沒有發現有機生命。所以天文學家們認為，碳氫化合物在宇宙中是普遍存在的，不是地球生命特有的。
而好奇號在火星實地檢測到的甲烷更是大力支持了這一說法。
火星雖然比地球小，但結構非常類似。火星上有許多巨大的火山，這些火山噴發的時候也會從地心帶來大量的熔岩，跟地球上的火山十分相似。甲烷是天然氣的主要成分，地球上的天然氣跟石油總是相伴而生。所以發現了大量甲烷的這個火星隕石坑下面很可能也蘊藏著大量的石油。
隕石坑下的油田
事實上，地球上大約180座隕石坑中有30%不是含有礦物，就是出產石油和天然氣。當年恐龍滅絕的時候，有大量隕石撞擊地球，其中威力最大的一顆撞到了墨西哥的尤卡坦半島（Yucatán Peninsula），撞出了一個直徑180公里，深900米的大坑。6,500萬年以後，這個被命名為「希克蘇魯伯隕石坑」（Chicxulub crater）的大坑下面發現了大量的石油，估計可以供給全球使用20年。
為什麼隕石坑下面容易有石油呢？
美國天體物理學家托馬斯‧戈爾德（Thomas Gold）說，那是因為隕石撞擊的力量十分驚人，給地殼撞出了許多縫隙，所以深埋地下的石油就順著這些縫隙滲透上來了。就這麼簡單。石油跟史前生物根本無關。
戈爾德是無機論的忠實擁護者。為了證明自己的理論，1986年，戈爾德聯手瑞典國家能源局，在歐洲最大的隕石坑錫安湖（Siljan）搞起了實驗。為什麼選錫安湖呢？因為錫安湖下面是不含任何有機物質的花崗岩。如果石油真的是有機生物沉積而成，那麼它只能存在於沉積岩中的油頁岩中，而不是花崗岩。
結果還真如戈爾德所願。經過四次嘗試，工程隊果然挖到了石油。雖然只挖出了80桶油，沒能像戈爾德期待的那樣挖出一個大油田來，但有機論還是被狠狠打臉了。
有機論立刻反駁說，才80桶油，保不齊是鑽探頭上的潤滑油吧？有本事你找個油田出來看看。
這樣的油田還真找到了。2006年，新疆克拉瑪依發現了儲備量驚人的油、氣混合田。其中石油儲備高達86億噸。而這個超級大油田卻座落在火山岩上。火山岩跟花崗岩一樣，按照有機論來說，是不可能產生石油的。
然而，有機論還有最後一把板斧，那就是為什麼在石油中總能找到只有生物體內才有的有機化合物?
石油中的細菌
關於這一點，無機論是這麼解釋的。他們說，地球上存在著一些非常耐熱的細菌，稱為超嗜熱菌，它們生活在溫泉、活躍的火山口、海底的熔岩以及深埋地下的石油中。石油中的有機化合物就來自於這些細菌。
從上個世紀70年代起，人們就在高達160度的間歇泉和海底的熔岩中發現了這種細菌。1993年10月21號的《自然》雜誌中，來自德國雷根斯堡大學（Regensburg University）的斯特特博士和他的團隊發表報告說，在北海和阿拉斯加的地下油層中，發現了高濃度的超嗜熱微生物。這些微生物來自近兩英里深處，那裡的油溫高達230度。在這之前，沒有人認為在那樣惡劣的條件下還能孕育出生命。
回答完問題之後，無機論也放出了一個大招。他們說，世界上許多油田都富含氦氣。高濃度的氦往往跟甲烷形影不離。如果甲烷來自於史前生物，那這就說不通。因為氦氣對生物體可是有害的呀。人要是不小心吸入一定濃度的氦氣，就會噁心、嘔吐甚至昏迷。所以生物體內是不會有高濃度的氦氣的。那油田中的氦氣從何而來？
而這用無機論就很好解釋。因為氫和氦是在宇宙形成初期就存在的物質，而且它們也廣泛存在與宇宙之中。所以在地球的太初時期，就會有大量的氫和氦被儲存在地心中。在它們往地表漂移的過程中，氫和碳結合產生了石油。但作為惰性氣體，氦氣喜歡的是「一人仗劍走天涯」，所以就自個兒飄出地面了。這個解釋難道不是挺合理的嗎？
關於這個問題，有機論目前還無人回應。
那麼石油真的是地球母親給予人類的乳汁，來自地心深處取之不竭的能源嗎？
聽完我們今天的故事後，您有什麼看法呢？
未解之謎，我是扶搖。我們下回見。
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責任編輯：李梅#
