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海水为什么会导致石油难以扩散

发布时间: 2022-08-18 23:13:08

A. 处理海洋石油污染主要有哪三种方法

1、物理处理法:使用清污船及附属回收装置、围油栏、吸油材料及磁性分离等;

2、化学处理法:燃烧、使用化学处理剂(如乳化分散剂、凝油剂、集油剂、沉降剂)等;

3、生物处理法:人工选择、培育,甚至改良这些噬油微生物,然后将其投放到受污海域,进行人工石油烃类生物降解。

石油入海后即发生一系列复杂变化,包括扩散,蒸发,溶解,乳化,光化学氧化,微生物氧化,沉降,形成沥青球,以及沿着食物链转移等过程(见图)。这些过程在时、空上虽有先后和大小的差异,但大多是交互进行的。

(1)海水为什么会导致石油难以扩散扩展阅读

石油在海面形成的油膜能阻碍大气与海水之间的气体交换,影响了海面对电磁辐射的吸收、传递和反射。长期覆盖在极地冰面的油膜,会增强冰块吸热能力,加速冰层融化,对全球海平面变化和长期气候变化造成潜在影响。

海面和海水中的石油会溶解卤代烃等污染物中的亲油组分,降低其界面间迁移转化速率。石油污染会破坏海滨风景区和海滨浴场。如1983年12月,“东方大使”号油轮在青岛胶州湾触礁搁浅,溢油3000多吨,严重地污染了青岛海滨及胶州湾。

制定有关法规,制止海洋活动过程中非法排放含油污水,严格控制沿岸炼油厂和其他工厂含油污水的排放。监测监视海区石油污染状况,改进油轮的导航通讯等设备的性能,防止海难事故。

发生石油污染后,可应用围油栏等把浮油阻隔包围起来,防止其扩散和漂流,并用各种机械设备尽量加以回收,对无法回收的薄油膜或分散在水中的油粒,可以喷洒各种低毒性的化学消油剂。

鉴于回收和消除海上油污的技术和方法尚待改进,港湾和近海地形复杂,因此,目前尚难全部消除海上油污。若遇上恶劣的气象条件,则大部分石油无法回收处置。

B. 原油污染会对海洋带来怎样的灾难

原油污染会对海洋带来的灾难:
1 首先,石油进入海洋后会迅速扩散成一层闪闪发亮的油膜,一般情况下,1吨石油所形成的油膜可以覆盖12平方公里范围的海面。大面积的油膜减少了太阳辐射投入海水的能量,阻隔了海气的相互作用,直接影响海洋植物的光合作用和整个海洋生物食物链的循环,从而严重破坏了海洋环境中正常的生态平衡。
2 其次,石油污染大大降低了海洋生物摄食、繁殖、生长等方面的能力,破坏了细胞的正常生理行为,使许多海洋生物的胚胎和幼体发育异常。油液极易堵塞海兽、鱼类的呼吸器官,使其窒息而死。
3 海水中若含有0.1%的柴油乳化液,就能完全阻断海藻幼苗的光合作用——更为严重的是,海洋生态系统中的脆弱环节一旦受到损害,几十年都难以恢复。

C. 石油对海洋环境有哪些危害

石油污染物进入海洋环境后,会造成多方面的危害,主要体现在以下几个方面:
1.对人类健康的影响
石油成品油中燃料油类对人体健康的危害有麻醉和窒息、化学性肺炎、皮炎等。如汽油麻醉性毒物,急性中毒可引起中枢神经系统和呼吸系统损害;而在短期内吸入大量柴油雾滴可导致化学性肺炎。如地下油罐和输油管线腐蚀渗漏污染土壤和地下水源,不仅造成土壤盐碱化、毒化,导致土壤破坏和废毁,而且其有毒物能通过农作物尤其是地下水进入食物链系统,最终直接危害人类。尤其是石油进入到海洋后,还可以通过食物链最终在人体内富集,从而对人体健康造成严重危害。研究表明,汽油、柴油、煤油中的有毒有害物质对人的神经系统、泌尿系统、呼吸系统、循环系统、血液系统等都有危害。国外研究发现,生活在加油站或者汽车修理厂附近的孩子患急性白血病的风险要高出平均水平4倍,这些孩子得急性非淋巴细胞白血病的几率比住在同一地区但不在加油站附近的孩子高7倍。有关统计表明,全国每年新生儿出生缺陷高达80万-120万人;全国每年死于肝癌的患者超过11万人,占世界每年肝癌死亡患者的比例高达42.5%。
2.对水生生物的影响
石油污染物进入海洋环境会对水生生物的生长、繁殖以及整个生态系统发生巨大的影响。污染物中的毒性化合物可以改变细胞活性,使藻类等浮游生物急性中毒死亡。当海洋中石油浓度在10-4~1-3mg/L时,可以对鱼卵和鱼类的早期发育产生影响。而石油的涂敷作用会导致大量的鸟类死亡,如Exxon公司的Valde号沉船事故在4个月里造成多达30000只的海鸟死亡。石油中的重质组分沉入海底,还会对底栖生物造成危害。石油会渗入大米草和红树等较高等的植物体内,改变细胞的渗透性等生理机能,严重的油污染甚至会导致这些潮汐带和盐沼植物的死亡。石油对海洋生物的化学毒性,依油的种类和成分而不同。通常,炼制油的毒性要高于原油,低分子烃的毒性要大于高分子烃,在各种烃类中,其毒
性一般按芳香烃、烯烃、环烃、链烃的顺序而依次下降。石油烃对海洋生物的毒害,主要
是破坏细胞膜的正常结构和透性,干扰生物体的酶系,进而影响生物体的正常生理、生化
过程。如油污能降低浮游植物的光合作用强度,阻碍细胞的分裂、繁殖,使许多动物的胚
胎和幼体发育异常、生长迟缓;油污还能使一些动物致病,如鱼鳃坏死、皮肤糜烂、患胃病以至致癌。
3.对渔业的影响。
石油污染能够抑制光合作用,降低海水中O2的含量,破坏生物的正常生理机能,使渔业资源逐步衰退。在被污染的水域,其恶劣水质使养殖对象大量死亡。存活下来的也因含有石油污染物而有异味,导致无法食用。资料表明鱼类和贝类在含油量为0.01mg/L的海水中生活24h即可带有油味,如果浓度上升为0.1mg/L,2~3h就可以使之带有异味。海洋石油污染会改变某些经济鱼类的洄游路线;沾污鱼网、养殖器材和渔获物;着了油污的鱼、贝等海产食品,难于销售或不能食用。石油漂浮在海面上,迅速扩散形成油膜,可通过扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等进行迁移、转化。油类可沾附在鱼鳃上,使鱼窒息,抑制水鸟产卵和孵化,破坏其羽毛的不透水性,降低水产品质量。油膜形成可阻碍水体的复氧作用,影响海洋浮游生物生长,破坏海洋生态平衡等。
4.对旅游业的影响
受洋流和海浪的影响,海洋中的石油极易聚积于岸边,使海滩受到污染,破坏旅游资源。如2002年巴拿马籍油轮“威望号”的搁浅漏油事故,使得原本风光迷人的西班牙加里西亚海岸成了黑色油污的人间地狱,给当地旅游业造成沉重打击。
5.对环境的影响
石油在海面形成的油膜能阻碍大气与海水之间的气体交换,影响了海面对电磁辐射的吸收、传递和反射。长期覆盖在极地冰面的油膜,会增强冰块吸热能力,加速冰层融化,对全球海平面变化和长期气候变化造成潜在影响。海面和海水中的石油会溶解卤代烃等污
染物中的亲油组分,降低其界面间迁移转化速率。石油污染会破坏海滨风景区和海滨浴场。

D. 轮船燃油泄漏在海里,这可能会对大海造成什么样的影响

轮船燃油泄漏在海里的危害是非常大的。

首先就是对海洋生物的生存条件造成了极大的威胁。这是因为石油是有机物,短时间内难以分解,又因为石油的密度小于海水的密度,石油泄漏在海上就会漂浮在海面上,对于不同的海洋生物会产生不同的危害。

对于鱼类而言,沾染到石油会使其赖以呼吸的腮粘连在一起,从而使其窒息而亡,或使其接触到石油的皮肤糜烂,最终导致死亡。并且石油对于其鱼卵的发育与成长也会造成极大的威胁。

对于藻类等浮游生物,石油中的有毒化合物会使其急性中毒死亡。而死亡的藻类等浮游生物会浮在水面上或漂在水中,浮在水面上的会使空气中的氧气更加难以与海水结合,可能会导致海水中缺氧,从而使许多海洋生物缺氧而死。飘在海水中的的浮游生物若是被海洋生物误食,也可能会使其中毒而死。

最后,我想说海洋石油污染极难清除干净且清除费用极其高昂,所以我们应从源头解决这一问题,加强船舶出海时对于各项检查,以减少石油在海上泄露的风险。

E. 石油在水环境中的迁移与转化

石油类物质进入水体后发生一系列复杂的迁移转化过程,主要包括扩展、挥发、溶解、乳化、光化学氧化、微生物降解、生物吸收和沉积等。扩展过程:油在海洋中的扩展形态由其排放途径决定。船舶正常行驶时需要排放废油,这属于流动点源的连续扩展;油从污染源(搁浅、触礁的船或陆地污染源)缓慢流出,这属于点源连续扩展;船舶或贮油容器损坏时,油立刻全部流出来,这属于点源瞬时扩展。扩展过程包括重力惯性扩展、重力粘滞扩展、表面张力扩展和停止扩展四个阶段。重力惯性扩展在1小时内就可完成;重力粘滞扩展大约需要10小时;而表面张力扩展要持续100小时。扩展作用与油类的性质有关,同时受到水文和气象等因素的影响。扩展作用的结果,一方面扩大了污染范围,另一方面使油-气、油-水接触面积增大,使更多的油通过挥发、溶解、乳化作用进入大气或水体中,从而加强了油类的降解过程。挥发过程:挥发的速度取决于石油中各种烃的组分、起始浓度、面积大小和厚度以及气象状况等。挥发模拟试验结果表明:石油中低于C15的所有烃类(例如石油醚、汽油、煤油等),在水体表面很快全部挥发掉;C15—C25的烃类(例如柴油、润滑油、凡士林等),在水中挥发较少;大于C25的烃类,在水中极少挥发。挥发作用是水体中油类污染物质自然消失的途径之一,它可去除海洋表面约50%的烃类。溶解过程:与挥发过程相似,溶解过程决定于烃类中碳的数目多少。石油在水中的溶解度实验表明,在蒸馏水中的一般规律是:烃类中每增加2个碳、溶解度下降10倍。在海水中也服从此规律,但其溶解度比在蒸馏水中低12%—30%。溶解过程虽然可以减少水体表面的油膜,但却加重了水体的污染。乳化过程:指油-水通过机械振动(海流、潮汐、风浪等),形成微粒互相分散在对方介质中,共同组成一个相对稳定的分散体系。乳化过程包括水包油和油包水两种乳化作用。顾名思义,水包油乳化是把油膜冲击成很小的涓滴分布水中。而油包水乳化是含沥青较多的原油将水吸收形成一种褐色的粘滞的半固体物质。乳化过程可以进一步促进生物对油类的降解作用。光化学氧化过程:主要指石油中的烃类在阳光(特别是紫外光)照射下,迅速发生光化学反应,先离解生成自由基,接着转变为过氧化物,然后再转变为醇等物质。该过程有利于消除油膜,减少海洋水面油污染。微生物降解过程:与需氧有机物相比,石油的生物降解较困难,但比化学氧化作用快10倍。微生物降解石油的主要过程有:烷烃的降解,最终产物为二氧化碳和水;烯烃的降解,最终产物为脂肪酸;芳烃的降解,最终产物为琥珀酸或丙酮酸和CH3CHO;环已烷的降解,最终产物为己二酸。石油物质的降解速度受油的种类、微生物群落、环境条件的控制。同时,水体中的溶解氧含量对其降解也有很大影响。生物吸收过程:浮游生物和藻类可直接从海水中吸收溶解的石油烃类,而海洋动物则通过吞食、呼吸、饮水等途径将石油颗粒带入体内或被直接吸附于动物体表。生物吸收石油的数量与水中石油的浓度有关,而进入体内各组织的浓度还与脂肪含量密切相关。石油烃在动物体内的停留时间取决于石油烃的性质。沉积过程:沉积过程包括两个方面,一是石油烃中较轻的组分被挥发、溶解,较重的组分便被进一步氧化成致密颗粒而沉降到水底。二是以分散状态存在于水体中的石油,也可能被无机悬浮物吸附而沉积。这种吸附作用与物质的粒径有关,同时也受盐度和温度的影响,即随盐度增加而增加,随温度升高而降低。沉积过程可以减轻水中的石油污染,沉入水底的油类物质,可能被进一步降解,但也可能在水流和波浪作用下重新悬浮于水面,造成二次污染。

F. 为什么石油污染是海洋最普遍也是最严重的污染

海洋石油污染来自:第一,陆地上的各种内燃机和车辆。它们排放的含油废气经由大气最终沉降入海,估计全世界仅汽车排出的废气每年就将180万吨石油带入海中。第二,港口、码头石油和石油产品的泄漏。沿海城市的工厂,尤其是炼油厂,也将大量石油带入海中。近年来,储油设施有所发展,目前有的国家已建成高60米、直径82米、储油能力达7万吨的海底油库。一旦发生事故,将给海洋带来灾难性的污染。第三,海上石油勘探、开采。全球石油最终储量约2954亿吨,其中约有1/3在海底。世界上有70多个国家在海上进行石油勘探,其中约23个国家开采海上油田。海上的钻井、试油、井喷、事故性漏油,都会造成污染。据不完全统计,1955—1980年间,世界上共发生较大的海上钻井事故131起。平均1000口油井要发生1次少量溢油事故,平均10000口油井发生1次油井事故。第四,海上石油运输。现在世界每年石油产量约30多亿吨,其中约5亿吨来自海底油田,约10亿吨从产地到消费地是通过海上运输,并且运输量以每年4%的速度增长。目前,世界上共有油轮4000多艘,其中20万吨级以上的超级油轮约700艘。油轮在营运期间会排放出废油和舱底油污水、油泥、燃油舱的压舱水、油船的货油舱压舱水及洗舱水,输油管及连接部位也会漏油。据估计,每年因人类活动进入海洋的石油约达1000万吨。
在黑海,由于有5万多艘海轮航行,每年因事故在海上泄漏的石油达到11万吨,一些海域甚至漂浮着成片的油污,并形成油膜,对黑海环境造成很大的威胁。由于注入黑海的淡水较少,有专家警告,如再不采取措施控制污染,几十年后这里将可能变成死海。
海洋石油污染中危害最重的是溢油污染。溢油量有时可达几十万吨,大量的石油瞬间溢散入海洋,危害严重。溢油主要来自船舶作业和船舶事故,以及石油平台、储油和输油设施的偶发性事故。油船事故溢油每年约40万吨,占入海石油总量的10%~15%。其中约75%的事故发生于港口船舶正常作业,如装卸油。但这类事故溢油量较小,其中92%以上小于7吨,每年的总溢出量不到2万吨。而油轮碰撞与搁浅事故所造成的溢油,其中约有1/4都在700吨以上。1956—1980年,全世界发生100吨以上的重大溢油事故约101起。我国在1974—1984年期间发生的100吨以上的溢油事故为19起。
目前海洋石油污染最多的来源是油船海难事件。船舶,主要是油轮在航行途中因触礁、碰撞、搁浅和失火等意外情况而遇难,所载石油全部或一部分流入海洋。在一般情况下,一旦油船沉入海中,油舱或油槽里的油料便通过甲板上的漏洞或裂缝源源不断地流出。第二次世界大战末期,美国海岸警备队查明有61艘油船,总载油量84万吨沉没在美国大西洋和太平洋沿岸,并不断冒出油来。另外,船舶沉没后,即使当时船舶油槽中的油品没有泄漏,但在甲板被海水腐蚀穿孔之后仍然会泄漏出来。如1940年4月,一艘德国巡洋舰在挪威奥斯陆峡湾沉没,到1969年才开始漏出油来。

G. 为什么会引起海上石油污染

由于世界石油运输主要依靠海上运输,而油船在航行中搁浅、碰撞、触礁、起火爆炸以及船体本身结构破损等造成的溢油事故经常发生,在世界各地,每年大约溢出原油20万~40万吨。

1967年3月下旬,位于英国康沃尔海岸到锡利群岛之间的马温特海湾,到处都是一片死亡景象。螃蟹、海胆、鳌虾和各种鱼类陈尸海滩,海面上是一大片酱黑黏稠的原油。原来在这个月的18日,一艘美国的超级油轮“托里•卡尼”号不慎碰触在名叫“七块石”的暗礁上,8个油槽当即损坏6个,石油大量泄漏出来。为打通航道,最后用飞机炸沉了油船,所载70多万吨原油全部泻入大海。

1978年3月下旬,美国巨型油轮“阿莫柯•卡迪兹”号在法国布勒塔尼海岸线外触礁断裂为二。两个星期之内,它往海中漏出的原油达22万吨,造成历史上最大的漏油事件,浸污海滩达160千米长,不计其数的鱼类死亡。

1989年3月24日,美国9.5万吨级的“埃克林•瓦尔德兹”号油轮在阿拉斯加州的威廉王子湾触礁,船体破裂,2.32万桶的原油泄漏在海上。油膜覆盖了大约1600平方千米的海水。水上的浮油蔓延达4600平方千米。使1万只海獭,10万只海鸟受害。

1991年1月17日开始的海湾战争破坏了大批油井,使大量的原油流入海中,形成的原油带长96千米,宽16千米,漂流的原油估计多达1100万桶,这是海上石油污染事件中最严重的一起。海湾地区有700多口油井在燃烧,每小时喷出1900吨二氧化硫等污染物质,其烟雾扩散到印度、俄罗斯和非洲部分地区,并造成地中海、整个海湾地区以及伊朗部分地区降黑雨。

墨西哥湾拥有282口海底油井,再加固态垃圾的倾倒,严重污染了200万平方千米海域,来自油井的油和其他燃料,在海的表面形成厚厚的凝聚层。由于油的污染,沿海的一些海鸟不再下蛋,即使下蛋,蛋壳也很容易破碎。有毒物质也影响到了像螈鱼和其他游入江河产卵的鱼类的正常回游规律,因为它们被受到污染物的海流所包围。墨西哥海军打捞出16.1万种浸在水中的含油物,以及来自墨西哥海滩与港口中的1202吨垃圾。

H. 海洋石油污染形成原因

海洋石油污染绝大部分来自人类活动,其中以船舶运输、海上油气开采,以及沿岸工业排污为主,由于石油产地与消费地分布不均,因此,世界年产石油的一半以上是通过油船在海上运输的,这就给占地球表面71%的海洋带来了油污染的威胁,特别是油轮相撞、海洋油田泄漏等突发性石油污染,更是给人类造成难以估量的损失。
多达几十万吨的溢油,一旦进入海洋将形成大片油膜,这层油膜将大气与海水隔开,减弱了海面的风浪,妨碍空气中的氧溶解到海水中,使水中的氧减少,同时有相当部分的原油,将被海洋微生物消化分解成无机物,或者由海水中的氧进行氧化分解,这样,海水中的氧被大量消耗,使鱼类和其它生物难以生存。

I. 石油对海洋环境有哪些危害

石油污染物进入海洋环境后,会造成多方面的危害,主要体现在以下几个方面:
1.对人类健康的影响
石油成品油中燃料油类对人体健康的危害有麻醉和窒息、化学性肺炎、皮炎等。如汽油麻醉性毒物,急性中毒可引起中枢神经系统和呼吸系统损害;而在短期内吸入大量柴油雾滴可导致化学性肺炎。如地下油罐和输油管线腐蚀渗漏污染土壤和地下水源,不仅造成土壤盐碱化、毒化,导致土壤破坏和废毁,而且其有毒物能通过农作物尤其是地下水进入食物链系统,最终直接危害人类。尤其是石油进入到海洋后,还可以通过食物链最终在人体内富集,从而对人体健康造成严重危害。研究表明,汽油、柴油、煤油中的有毒有害物质对人的神经系统、泌尿系统、呼吸系统、循环系统、血液系统等都有危害。国外研究发现,生活在加油站或者汽车修理厂附近的孩子患急性白血病的风险要高出平均水平4倍,这些孩子得急性非淋巴细胞白血病的几率比住在同一地区但不在加油站附近的孩子高7倍。有关统计表明,全国每年新生儿出生缺陷高达80万-120万人;全国每年死于肝癌的患者超过11万人,占世界每年肝癌死亡患者的比例高达42.5%。
2.对水生生物的影响
石油污染物进入海洋环境会对水生生物的生长、繁殖以及整个生态系统发生巨大的影响。污染物中的毒性化合物可以改变细胞活性,使藻类等浮游生物急性中毒死亡。当海洋中石油浓度在10-4~1-3mg/L时,可以对鱼卵和鱼类的早期发育产生影响。而石油的涂敷作用会导致大量的鸟类死亡,如Exxon公司的Valde号沉船事故在4个月里造成多达30000只的海鸟死亡。石油中的重质组分沉入海底,还会对底栖生物造成危害。石油会渗入大米草和红树等较高等的植物体内,改变细胞的渗透性等生理机能,严重的油污染甚至会导致这些潮汐带和盐沼植物的死亡。石油对海洋生物的化学毒性,依油的种类和成分而不同。通常,炼制油的毒性要高于原油,低分子烃的毒性要大于高分子烃,在各种烃类中,其毒
性一般按芳香烃、烯烃、环烃、链烃的顺序而依次下降。石油烃对海洋生物的毒害,主要
是破坏细胞膜的正常结构和透性,干扰生物体的酶系,进而影响生物体的正常生理、生化
过程。如油污能降低浮游植物的光合作用强度,阻碍细胞的分裂、繁殖,使许多动物的胚
胎和幼体发育异常、生长迟缓;油污还能使一些动物致病,如鱼鳃坏死、皮肤糜烂、患胃病以至致癌。
3.对渔业的影响。
石油污染能够抑制光合作用,降低海水中O2的含量,破坏生物的正常生理机能,使渔业资源逐步衰退。在被污染的水域,其恶劣水质使养殖对象大量死亡。存活下来的也因含有石油污染物而有异味,导致无法食用。资料表明鱼类和贝类在含油量为0.01mg/L的海水中生活24h即可带有油味,如果浓度上升为0.1mg/L,2~3h就可以使之带有异味。海洋石油污染会改变某些经济鱼类的洄游路线;沾污鱼网、养殖器材和渔获物;着了油污的鱼、贝等海产食品,难于销售或不能食用。石油漂浮在海面上,迅速扩散形成油膜,可通过扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等进行迁移、转化。油类可沾附在鱼鳃上,使鱼窒息,抑制水鸟产卵和孵化,破坏其羽毛的不透水性,降低水产品质量。油膜形成可阻碍水体的复氧作用,影响海洋浮游生物生长,破坏海洋生态平衡等。
4.对旅游业的影响
受洋流和海浪的影响,海洋中的石油极易聚积于岸边,使海滩受到污染,破坏旅游资源。如2002年巴拿马籍油轮“威望号”的搁浅漏油事故,使得原本风光迷人的西班牙加里西亚海岸成了黑色油污的人间地狱,给当地旅游业造成沉重打击。
5.对环境的影响
石油在海面形成的油膜能阻碍大气与海水之间的气体交换,影响了海面对电磁辐射的吸收、传递和反射。长期覆盖在极地冰面的油膜,会增强冰块吸热能力,加速冰层融化,对全球海平面变化和长期气候变化造成潜在影响。海面和海水中的石油会溶解卤代烃等污
染物中的亲油组分,降低其界面间迁移转化速率。石油污染会破坏海滨风景区和海滨浴场。

J. 为什么海岸容易形成石油

石油的原料是生物的尸体,生物的细胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后,氧元素分离,碳和氢则组成碳氢化合物。

我们已经在地球上发现3000种以上的碳氢化合物,石油是由其中350种左右的碳氢化合物形成的,比石油更轻的碳氢化合物则成为天然气。煤矿与石油的成因很类似,但煤是植物的化石,又是固态。

大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响,再加上其他多种化学反应之后就产生石油,而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。

地壳变动而石油生成

我们最近逐渐了解地球内部的变化与石油的生成有十分密切的关系,在描述此种关系之前,让我们先来了解一下地球内部的状况。

地球的半径大约是6400公里,覆盖地球表面的地壳下方是由岩石形成厚达2900公里的“地慢”,其下方则是由金属形成的“地核”,并以大约5100公里深处分界,分为“外核”与“内核”。外核主要是由液态金属铁组成,内核则主要是固态铁。 地球表面铺满坚硬的“板 块”,厚度约有100公里,是由向上喷出的“洋脊”产生的,’在 缓缓移动到“海沟”后就沉降于 另一板块下方。 80年代后期,人们学会捕捉地震波传递到地球内部时的立体图,于是发现令人惊讶的地慢活动状况。高温又巨型的上升流“超级卷流”由地底涌上后,以蘑菇形态分别存在于夏威夷和非洲大陆正下方。此外,低温的巨型下降流“冷卷流”则以水滴形态占据亚洲大陆及南美洲大陆正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。

我们现在的知道的是,地幔内部落热对流是以冷卷流向超级卷注移动的形态而形成的。此种运动不仅影响板块运动,似乎也对整个地球的地质和环境的变化产生很大的影响。

超级卷流是石油制造者?

现在全球生产的石没之中,有60%是产生了恐龙称霸地球时期所形成的石油源岩,所形成的“黑色页岩”则遍布世界各地。黑色页岩主要是由未经氧化的藻类等浮游植物遗骸堆积而成。由此可知当时必须有可让浮游植物繁殖又不会产生氧化的缺氧环境条件,大量的黑色页岩才会形成。

最近发现,石油源岩在此时代的形成似乎与超级卷流运动的活化可以促使由地下涌出的地幔物质所形成的洋脊体积增大,海面因而上升,使得较低的陆地变成浅海,而浅海则具有可当石油原料的藻类等浮游植物极易繁殖的环境。

浅海地区的藻类等浮游植物因而出现大幅增加和大量死亡的现象,周围的细菌为分解其残骸而消耗氧气,于是出现了缺氧环境。

地球温暖化也会改变深层海水的流动状况,由于高纬度地区与低纬度地区海水的温度高低不同,较低温但含有丰富氧气的高纬度地区深层海水会流向低纬度地区海洋。但地球温暖化的现象减少。氧气较少的海域因而扩大,无法氧化的浮游植物便逐渐堆积,所留下的大量有机物则形成石油源岩。

生物的演化改变了石油的性质

由于石油的原料是生物的遗骸,因此调查石油的性质便可以得知古老时期的生物演化过程和地球环境历史。

生命的演化大概有下述的过程。生命是于38亿年前诞生,并逐渐地进行演化,到了距今5亿5000万年前的古生代寒武纪时期,爆发性的演化才开始,大约4亿4500万年前,生命也登上了陆地。

4亿4000万年至4亿年前时期,石油源岩的主要成分是当时繁茂的浮游植物所形成的耐碳氢化合物。另一方面,羊齿类植物在此时期繁琐盛于海岸近处,因此以陆上植物为原料的石油源岩也出现了。

2亿9000万年前,广大的陆地普遍出现由裸子植物组成的森林,并到处形成被沼泽地包围的湖沼,藻类便在湖沼中开始繁殖。由此也产生了以藻类为原料的新种石油源岩,这也是陆上植物的繁盛促使新性质石油源岩诞生的一例。

9000万年前时期,被子植物和针叶树林开始逐渐扩张到高纬度地区和高地,因而出现以陆地木材为原料的石油源岩。另一方面,树木的树脂成为轻质原油的原料,形成新的石油源岩。针叶树林的增加竟使得木材取代了藻类,成为石油源岩的主要原料。

最近石油性质的分析技术有长足的进步,我们已逐渐可以取得有关石油原料性质,以及由热能引起的变化过程等的详细资料。由此种资料即能进一步了解原料生物遗骸逐渐堆积时的环境状况。

大约1亿7000万年到200万年前所发生的全球性规模“阿尔卑斯造山运动期”也造出了巨油田,在此时期,分布于广大范围的1亿年前前后形成的石油源岩都没入地中。现有的石油和天然气有大约3分之2就是此时期形成的。