Alkuperäinen materiaali, josta öljy on peräisin
Öljyn alkuperä on melko ainutlaatuinen. Se juontaa juurensa miljoonia vuosia sitten, kun maailma oli hyvin erilainen paikka. Tuolloin merissä ja järvissä elävät planktonit ja muut pienet eliöt kuolivat ja vajosivat pohjaan. Näitä pohjalle kertyneitä orgaanisia jäämiä kutsutaan öljyn alkuperäismateriaaliksi. Alkuperäismateriaali ei tietenkään ollut öljyä sellaisenaan, vaan ajan myötä se koveni ja muuttui kerrostumaksi kivihiiltä muistuttavaa ainetta.
Kivihiilen kaltaisesta aineesta öljyn muodostuminen vaatii tiettyjä olosuhteita. Korkeat paineet ja lämpötilat kivihiilen ympärillä aiheuttavat kemiallisia reaktioita, jotka muuttavat sen hiilivedyiksi ja lopulta raakaöljyksi. Niinpä öljyn alkuperä ei ole pelkästään orgaanisen aineksen kertyminen, vaan myös geologisten prosessien seuraus maan alla. On hienoa nähdä, kuinka luonnon omat prosessit tuottavat niin tärkeän resurssin kuin öljyn.
Miten eliöistä tulee öljyä
Maapallon historian aikana miljardeja vuosia sitten, kun elävät organismit kuolivat ja hajosivat meren pohjaan, alkoi prosessi, joka lopulta johtaisi öljyn muodostumiseen. Pienet mikro-organismit, kuten plankton ja levät, kerrostuivat syvälle merenpohjaan ja joutuivat ajan mittaan suuren paineen alaiseksi. Tämä asteittain pakotettu hajoaminen kulminoitui fossiilisten polttoaineiden, erityisesti öljyn, syntymiseen.
Kun aikaa kuluu, merenpohja kovettuu kivettymisprosessin seurauksena ja muodostaa orgaanista ainetta sisältävän kallion. Näitä orgaanisia materiaaleja lämmitetään luontaisesti maan sisällä, mikä johtaa hiilen ja vetyatomeiden yhdistymiseen polttoaineeksi. Mitä syvemmälle menet maan kuoren alle, sitä korkeampi lämpötila ja paine ovat, mitkä kiihdyttävät prosessia ja lopulta muuntavat organismit öljyksi. Mikä uskomaton tapahtumasarja, eikö vain? Dinot ja levät muuttuvat ajan mittaan polttoaineeksi nykypäivän autoillemme!
Sedimenttikiven muodostuminen ja merkitys
Kun eliöt kuolevat, ne putoavat meren pohjaan. Tämä epäorgaaninen aine muuttuu ajan myötä sedimentiksi – pienten hiukkasten, kuten hiekan, saven tai siltin muodostaviksi kerrostumiksi, jotka peittävät eliöiden jäänteet. Tätä prosessia kutsutaan sedimentaatioksi. Sedimentaatiossa kasvillisuuden ja merenelävien jäännökset kerrostuvat vuosisatojen aikana muodostaen sedimenttikiveä.
Sedimenttikivi on keskeinen osa öljyntuotantoa. Ilman tätä prosessia emme saisi fossiilisia polttoaineita, kuten öljyä. Sedimenttikiven muodostaminen on hidas prosessi, eikä se tapahdu yhdessä yössä. Se kestää miljoonia vuosia, jolla on merkittävä rooli hiilen jakautumisessa maapallon eri kerroksissa. Maa ja merenpohja toimivat säiliönä hiilelle, joka hiljalleen muuttuu öljyksi ja kaasuksi syvällä maan alla. Joten seuraavan kerran kun tankkaat autoasi, mieti, kuinka ikivanha prosessi sedimenttikiven muodostumisesta on osa autosi käyttövoimaa.
Kuinka kuumuus ja paine muuttavat orgaanista materiaalia
Sedimenttikiveä muodostavissa prosesseissa lämpö ja paine ovat avainasemassa. Kun orgaanista materiaalia, esimerkiksi kuolleita merieläimiä tai kasveja, kerrostuu vuosien saatossa maapallomme pinnalle, se hautautuu hitaasti mutta varmasti yhä syvemmälle sedimenttikerrosten alle. Syventyessään nämä kerrokset kokevat lisääntyvää painetta ja lämpöä, jotka tasaisesti muuttavat niitä.
Lämpö ja paine pilkkovat orgaanisen materiaalin molekyylit pienemmiksi hiilivedyiksi. Tätä prosessia, jossa orgaaniset molekyylit muuttuvat öljyksi ja maakaasuksi, kutsutaan termiseksi hajoamiseksi. Se kestää tuhansia, joskus jopa miljoonia vuosia ja on äärimmäisen monimutkainen prosessi. Yhteenvetona voidaan todeta, että koko öljynmuodostusprosessin taustalla on loppujen lopuksi maan geoterminen energia, joka laukaisee nämä muutokset.
Öljykerroksen kehittyminen ja säilyminen
Kun orgaanista materiaalia on kerrostunut ja muuttunut hitaasti sedimenttikiveksi, prosessi ei pääty siihen. Lämpö ja paine työskentelevät yhdessä metallimaisen oven sulkeutumisen voimalla, mikä aiheuttaa muutoksia kerrostuneessa materiaalissa. Pohjimmiltaan, nämä tekijät katalysoivat kemiallisia reaktioita, jotka vähitellen muuttavat orgaanisen materiaalin öljyksi.
Valmistumisprosessin aikana, rikkaiden öljykerrosten kehittyminen ja säilyminen vaatii tarkkuutta ja oikeita olosuhteita. Jos paine on liian suuri, öljy saattaa purkautua maanpinnalle ja luoda ”öljylähteitä”, jotka katoavat ajan mittaan. Jos taas lämpötila nousee liikaa, öljy voi muuttua maakaasuksi. Siksi, geologiset olosuhteet ovat avaintekijöitä määrittämään, missä öljyä löytyy ja kuinka paljon. Muutosprosessin eri vaiheissa syntyneet materiaalit voivat myös luoda kapselin, joka auttaa säilyttämään öljykerroksen, estäen sen karkaamisen ympäröivään kiveen.
Öljyn muodostuminen: aikajana
Öljyn muodostumisen prosessi alkaa nyt hahmottua. Kaikki lähtee miljoonia vuosia sitten kuolleista planktonista ja muista mikroskooppisista merieliöistä, jotka vajosivat meren pohjaan ja hautoutuivat mudan sekaan. Aikojen kuluessa nämä orgaaniset jäänteet kerrostuivat syvälle maanpinnan alle, ja geologisten muutosten myötä ne joutuivat suuren paineen ja lämmön alaisiksi.
Nämä olosuhteet saivat aikaan kemiallisen reaktion, jossa orgaaninen materiaali muuttui hitaasti öljyksi ja maakaasuksi. Missään vaiheessa ei ollut kyse nopeasta tai yksinkertaisesta prosessista. Kyseessä oli miljoonia vuosia kestävä muutos, joka oli riippuvainen monista tekijöistä, kuten lämpötilasta, paineesta ja alkuperäisestä aineksesta. Ja kun öljy viimein muodostui, sen piti säilyä sopivissa olosuhteissa, jotta se ei haihtuisi tai hajoaisi.
Miten öljyä kerätään ja jalostetaan
Öljyn kerääminen alkaa sen löytämisestä. Geologit käyttävät erilaisia tekniikoita kuten maaperän näytteenottoa ja seismisten aaltojen analysointia löytääkseen öljyä sisältävät maanalaiset taskut. Kun potentiaalinen öljylähde on löydetty, porauslaitos asetetaan maastoon ja poraus alkaa. Poraus voi jatkua tuhansia metrejä maan alle, kunnes öljyesiintymä tavoitetaan.
Jalostusprosessi alkaa, kun raakaöljy on ensin otettu maasta. Raakaöljy lähetetään putkistojen kautta jalostamoihin, jotka muuttavat sen useiksi eri tuotteiksi, kuten bensiiniksi, dieseliksi ja lentopetroliksi. Tämä prosessi, jota kutsutaan tislaamiseksi, tapahtuu suurissa tislausyksiköissä, jotka lämmittävät öljyn korkeisiin lämpötiloihin. Lopuksi, erilaiset osat tai fraktiot jäähtyvät eri lämpötiloissa ja ne kerätään erikseen.
Öljyn haitat ja ympäristövaikutukset
Öljyn käytöllä on monia negatiivisia vaikutuksia. Se on suuri hiilidioksidipäästöjen lähde, jotka ovat merkittävä tekijä ilmastonmuutoksen nopeassa etenemisessä. Öljyonnettomuudet, kuten öljytankkerin uppoaminen tai öljynporauslaitoksen räjähtäminen, voivat aiheuttaa vakavia ympäristökatastrofeja, joissa valtavat määrät öljyä vuotavat meriin tai jokiin.
Öljyvuodot eivät ainoastaan uhkaa paikallisia ekosysteemejä, vaan ne voivat myös vahingoittaa laajempia alueita. Ongelmana on, että öljyä on erittäin vaikea puhdistaa, ja sen jäljet voivat säilyä ekosysteemeissä vuosikymmeniä. Lisäksi öljynporaustoiminta aiheuttaa häiriöitä näille herkille ekosysteemeille jo ennen kuin öljyvuotojen tai onnettomuuksien riski otetaan huomioon.
