Origem inorgânica do petróleo

A teoria da origem inorgânica do petróleo (sinônimos: origem abiogênica, abiótica, abissal, endógena, juvenil, mineral ou primordial dos hidrocarbonetos naturais) sustenta que o petróleo é formado por processos não biológicos, a partir de material primordial, que compreende moléculas de hidrocarbonetos estáveis a altas pressões e temperaturas, nas profundezas da Terra (manto), sofrendo posterior contaminação biológica (por bactérias) em níveis de baixa pressão e temperatura, na crosta terrestre.

Isto contradiz a visão tradicional de que o petróleo seria um “combustível fóssil”, produzido a partir dos restos de antigos organismos e, portanto esgotável. O constituinte primordial do petróleo é principalmente metano CH4 (molécula formada por um átomo de carbono ligado a quatro átomos de hidrogênio). A ocorrência de metano é comum no interior da Terra, sendo possível a formação de hidrocarbonetos em grandes profundidades.

História

Os primórdios dessa teoria datam do século XIX, quando os químicos Marcellin Berthelot, francês, e Dmitri Mendeleiev, russo, a propuseram para explicar a origem do petróleo. Esses cientistas estudaram as reações de hidrólise de carbetos metálicos que produzem hidrocarbonetos, sugerindo serem abundantes no interior da Terra.

A ciência moderna constata que os carbetos metálicos, principalmente dos metais que estão em torno do pico de abundância cósmica do ferro “iron peak” (Fe, Ni, Cr, Co, V, Cu, Mn) formam carbetos que também são encontrados em meteoritos [1]. A teoria abiogênica da formação do petróleo foi revivida na década após 1950, sobretudo por cientistas russos e ucranianos.

A teoria inorgânica contrasta com as idéias que postulam a exaustão do petróleo (Peak Oil), que presumem que o óleo seria formado a partir de processos biológicos e, portanto ocorreria apenas em pequena e fixa quantidade, tendendo a se exaurir. De acordo com a Teoria Abiogênica (Abiótica), os hidrocarbonetos são muito abundantes no planeta, no entanto a pesquisa para descoberta de acumulações comerciais não é singela, pois deve passar pelo entendimento da geologia das áreas favoráveis e, sobretudo entender a real natureza do petróleo.

O geólogo russo Nikolai Alexandrovitch Kudryavtsev foi o primeiro a propor a moderna teoria do petróleo abiótico, em 1951. Ele analisou a geologia dos arenitos betuminosos de Athabasca em Alberta, Canadá Athabasca Tar Sands e concluiu que nenhuma rocha geradora poderia formar o enorme volume de hidrocarbonetos presentes nessas areias betuminosas (hoje estimada em cerca de 1,7 trilhões de barris) e, portanto, a explicação mais plausível é que o petróleo é abiótico, abiogênico, inorgânico e que provém de grandes profundidades do interior da Terra, através de falhas profundas.

A teoria Russo-Ucraniana do petróleo, baseada em cálculos termodinâmicos, foi iniciada na Ucrânia pelo cientista Professor Emmanuil B. Chekaliuk (1967), cujos estudos apontaram que o petróleo provém e é originado a altas pressões e temperaturas no manto da Terra, sem a participação de carbono de origem orgânica (Plantas ou animais). Esta teoria é suportada por estudos experimentais de laboratório conduzidos nos Estados Unidos pelo Dr. J.F. Kenney.

O cientista astrônomo e astrofísico Thomas Gold [2] foi um dos mais proeminentes proponentes da Teoria Abiogênica no ocidente. Ele afirma que o petróleo é uma substância primordial, formada a grandes profundidades no interior da Terra e também de outros planetas (sobretudo na forma de metano).

A ascensão do metano, por vezes junto com hélio e nitrogênio, atingem níveis mais rasos na crosta terrestre, onde bactérias interagem com os hidrocarbonetos, e que contaminam biologicamente o petróleo primordial. Os carvões minerais pretos, segundo Gold, representam o estágio de extrema perda de hidrogênio na ascensão dos hidrocarbonetos (quando não oxidados) do manto para a superfície terrestre. Ele também afirma que os campos de petróleo e gás podem se recuperar naturalmente com novos pulsos de migração de hidrocarbonetos. Gold também sugere que os terremotos têm causa relacionada com grandes volumes de migração de gases como metano primordial.

Uma das predições das teorias abiogênicas é que outros planetas do sistema solar ou seus satélites possuem oceanos de hidrocarbonetos (metano, etano). Esses hidrocarbonetos ou estariam presentes na formação do sistema solar ou seriam produtos de subsequentes reações químicas.

A constatação da ubiquidade da ocorrência de hidrocarbonetos no sistema solar foi comprovada pelos resultados da sonda espacial Cassini-Huygens, no entanto, mesmo antes desse advento, através de estudos astrofísicos de espectroscopia e dados de análises de meteoritos os astrônomos e astrofísicos já suspeitavam da abundância de hidrocarbonetos extraterrestres. A Associação Americana de Geólogos de Petróleo (AAPG) tem efetuado conferências sobre as questões quanto à origem do petróleo (Biogênico/Abiogênico) e a implicação na exploração e produção de petróleo.

Comparações entre as teorias

Formação do petróleo

Há duas teorias sobre a origem de hidrocarbonetos naturais: a teoria biogênica e a teoria abiogênica. Essas teorias foram intensamente debatidas desde 1860 e com menor intensidade após a descoberta de vastas acumulações de petróleo, sobretudo pelos avanços da exploração através de métodos sísmicos. A postulação de que o petróleo seria formado por detritos orgânicos soterrados foi originalmente proposta pelo cientista russo Mikhail Lomonossov, em 1757.

  • Biogênica: Se forma a partir de substâncias orgânicas procedentes da superfície terrestre (detritos orgânicos), que seriam soterrados. Com o incremento de temperatura, as moléculas do querogênio começariam a ser quebradas, gerando compostos orgânicos líquidos e gasosos, em um processo denominado catagênese. Para se ter uma acumulação de petróleo seria necessário que, após o processo de geração (cozinha de geração) e expulsão, ocorresse a migração do óleo e/ou gás através das camadas de rochas adjacentes e porosas, até encontrar uma rocha selante em uma estrutura geológica que detenha seu caminho, sob a qual ocorrerá a acumulação do óleo e/ou gás em uma rocha permeável chamada rocha reservatório.
  • Abiogênica: depósitos profundos de hidrocarbonetos aprisionados durante a formação do planeta. A centenas de quilômetros de profundidade as moléculas de hidrocarbonetos (principalmente metano) migram do manto para a crosta ocorrendo complexação das moléculas. Nesta migração, gases primordiais como hélio e nitrogênio podem estar presentes e auxiliam no transporte. A presença de moléculas biológicas associadas aos hidrocarbonetos é estritamente relacionada à contaminação por microorganismos (bactérias)[3].

Kenney afirma que praticamente a totalidade dos hidrocarbonetos que quimicamente formam o petróleo são gerados em grandes profundidades por processos abiogênicos [4] e, portanto, os depósitos de petróleo em níveis crustais mais rasos representam simples deslocamento de hidrocarbonetos de seu ambiente original de formação, ou seja, do manto da Terra.

Uma variação da teoria abiogênica sugere que o petróleo seja formado através de reações tipo Síntese Fischer-Tropsch a partir de serpentinização do manto peridotítico, através de reações de hidrólise, produzindo hidrogênio que ao reagir com outros compostos de carbono ou carbonatos produz hidrocarbonetos que posteriormente migram para níveis mais rasos.

Formação do carvão

  • Biogênica: os depósitos carboníferos se formaram de restos de plantas acumuladas em pântanos, que se decompuseram, fazendo surgir as camadas de turfa. Entretanto, as emanações de metano provenientes de falhas geológicas de grande profundidade ou exsudações de reservatórios de hidrocarbonetos alimentam essas regiões pantanosas, trazendo metais fixando-os junto ao carvão. Bactérias retrabalham o metano e outros hidrocarbonetos juntamente com os restos vegetais. A elevação do nível das águas do mar ou o rebaixamento da terra provocaram o afundamento dessas camadas sob sedimentos marinhos, cujo peso comprimiu a turfa, transformando-a, sob elevadas temperaturas, em carvão.
  • Abiogênica: Carvão mineral (preto) é um material com presença de compostos orgânicos, mas no ambiente de formação sofreu interação de hidrocarbonetos inorgânicos, principalmente metano, que migraram através de emanações uniformes vindas de grandes profundidade e que atingiram esses depósitos. Os hidrocarbonetos preservam muito bem os restos e os tecidos celulares de vegetais. Tal situação pode ocorrer na superfície com migração de metano e petróleo sobre áreas de pântanos ou turfas.

Diversos metais como Níquel, Vanádio, Cromo, Cádmio, Mercúrio, Arsênio, Chumbo, Selênio, entre outros, também estão presentes no carvão.

Muitos carvões são por vezes betuminosos e também possuem elevados conteúdos de enxofre. Tal como no petróleo, esses metais são oriundos de profundezas no interior da Terra manto. Também não é rara a associação de urânio aos depósitos de carvão. Em muitas jazidas de carvão no mundo é comum a presença de camadas denominadas de tonsteins, constituídas de material caulínico, por vezes interpretados como cinzas vulcânicas.

No estado do Wyoming (EUA), na bacia de Powder River, há uma camada de carvão com cerca de 60 metros de espessura; seria difícil imaginar um pântano pretérito que pudesse originar tamanha espessura após a compactação. Um fato comum nas ocorrências de carvão em todo o mundo é a forte relação de sua localização logo acima ou nos arredores das regiões produtoras de hidrocarbonetos, conforme já salientado pelo Dr. Thomas Gold [5]. Esse mesmo autor aponta que somente o carvão de cor marrom (linhito) seria considerado biogênico.

Evidências que apóiam a Teoria Abiogênica

Campos de petróleo supergigantes

O geólogo russo Nikolai Alexandrovitch Kudryavtsev foi um defensor da teoria abiogênica. Ele argumentou que nenhum óleo produzido em laboratório a partir de plantas se assemelha em composição química aos hidrocarbonetos naturais como o petróleo cru. Ele apresentou muitos exemplos de que quantidades substanciais e algumas vezes comerciais de hidrocarbonetos foram encontradas em rochas cristalinas do embasamento ou em sedimentos diretamente a elas sobrepostos.

Ele citou casos em Kansas e na Califórnia (Estados Unidos), oeste da Venezuela e Marrocos. Ele também indicou que os reservatórios de petróleo em estratos sedimentares são frequentemente relacionados a expressivas fraturas/falhas no embasamento imediatamente abaixo dessas acumulações. Isto é também evidenciado no campo supergigante de Ghawar, na Arábia Saudita; no campo de Panhandle, no Kansas, o qual também produz hélio em quantidades comerciais; Tengiz, no Cazaquistão, White Tiger, no Vietnam e inúmeros outros.

No campo de petróleo de Last Soldier (Wyoming, EUA), Kudryavtsev estabeleceu que em todos horizontes da seção geológica, arenitos do Cambriano ao Cretáceo Superior cobrem o embasamento e possuem reservatórios de petróleo. Um fluxo de óleo também foi obtido no próprio embasamento. Hidrocarbonetos gasosos, ele notou, não são raros em rochas ígneas e metamórficas do Escudo Canadense. Petróleo em gnaisses Pré-Cambrianos é encontrado na costa ocidental do Lago Baikal, na Rússia. Ele observou que o petróleo está presente, em grandes ou pequenas quantidades, mas em todos os horizontes abaixo de qualquer acumulação de petróleo, aparentemente e totalmente independente da variabilidade das condições de formação desses horizontes. Essa postulação tem se tornado conhecida com “Regra de Kudryavtsev” e muitos exemplos dela têm sido registrados em várias partes do mundo. Ele concluiu que acumulações comerciais de petróleo são simplesmente encontradas onde zonas permeáveis são cobertas por zonas impermeáveis.

Kudryavtsev introduziu um número de outras relevantes considerações como argumentos. Colunas de chamas têm sido vistas durante erupções de alguns vulcões, às vezes atingindo 500 metros de altura, como durante a erupção do Monte Merapi, na Sumatra, em 1932. As erupções de vulcões de lama (mud volcanoes) têm liberado tão enormes quantidades de metano que mesmo o mais prolífico campo de gás sobrejacente teria se exaurido há muito tempo. A água vinda com a lama desses vulcões porta algumas substâncias, como iodo (I), bromo (Br) e boro (B), que não poderiam ser derivadas dos sedimentos próximos e que excedem as concentrações presentes na água do mar em centenas de vezes.

Os vulcões de lama são frequentemente associados com vulcões de lava (magma) e quando próximos a esses últimos, os vulcões de lama emitem gases não combustíveis, enquanto que quando mais distantes emitem metano. Ele conheceu as ocorrências de óleo em rochas do embasamento da Península de Kola (Rússia) e os escapes de óleo sobre a estrutura de impacto de Siljan, na Suécia. Ele afirma que as imensas quantidades de hidrocarbonetos presentes nas areias betuminosas de Athabasca (Tar Sands), Canadá, teriam que conter uma vastíssima quantidade de “rochas geradoras” de acordo com o modelo convencional, quando nenhuma fora encontrada.

Metano e hidrocarbonetos extraterrestres

Metano e muitos outros hidrocarbonetos têm sido detectados em diversas regiões do sistema solar. Metano é um constituinte comum da construção do cosmos e foi incorporado à Terra durante sua formação. Alternativamente poderia ter se enriquecido na Terra através de meteoritos condríticos.

Uma classe especial de meteoritos, designados de condritos carnonáceos, carbonados ou carbonosos contêm cerca de 3% do seu peso em carbono, e podem apresentar diversos compostos complexos baseados em carbono como, por exemplo, porfirinas, aminoácidos, bases púricas e pirimídicas, e ácidos carboxílicos. Muitos meteoritos também apresentam carbetos metálicos em sua composição.

Isso implica numa forte evidência da presença de hidrocarbonetos em regiões profundas de pretéritos corpos planetários que se desintegraram. A presença de compostos de carbono extraterrestres embora muito conhecida pelos astrofísicos e astrônomos ainda permanece negligenciada por parte dos geocientistas. Os complexos de carbono da nebulosa protoplanetária assemelham-se aos componentes da fração mais pesada do petróleo.

Já em 2004, não nesse planeta e sim no espaço sideral, a Sonda Cassini-Huygens confirmou abundantes hidrocarbonetos (metano e etano) em Titã, lua de Saturno. Os hidrocarbonetos de Titã formam oceanos, lagos e nuvens. A temperatura é cerca de -180 graus Celsius. A presença de enormes quantidades de hidrocarbonetos em Titã é um forte argumento a favor da origem abiogênica (primordial).

Abundância cósmica e planetária do carbono

O elemento carbono (C) é o quarto em ordem de abundância cosmológica, precedido apenas por hidrogênio (H), hélio (He) e oxigênio (O). O carbono disponível na nebulosa que originou o sistema solar foi incorporado à Terra no processo de acreção planetesimal. A diferenciação geoquímica primária fez com que elementos mais pesados ficassem concentrado no núcleo. Processos de fusão parcial continuaram na evolução do manto, crosta, hidrosfera e atmosfera. A maior parte do carbono primordial permaneceu no manto terrestre. De acordo com estudos realizados pelo Massachussets Institute of Technology (MIT) a estimativa de distribuição do carbono na Terra é:

Biosfera, oceanos, atmosfera…….3,7 x 1018 moles

Crosta
Carbono orgânico……………………1100 x 1018 moles
Carbonatos…………………………..5200 x 1018 moles

Manto……………………………..100000 x 1018 moles

Formação planetária fria

No final do século XIX acreditava-se que a Terra primitiva era extremamente quente, completamente fundida, durante sua formação. Alguns cientistas planetários agora acreditam que a formação da Terra foi relativamente fria. Recentes estudos com zircões antigos (4.4 bilhões de anos) sugerem que rochas foram formadas a temperaturas baixas, suficientes para manter a água líquida. A lua teria se formado pouco depois deste tempo.[6]

Existência de depósitos de hidrocarbonetos

As reservas convencionais de petróleo deveriam desaparecer em não mais que um milhão de anos, baseada na taxa de escape de hidrocarbonetos para a superfície (seeps, seepage).[7] Se há um número limitado de fontes de depósitos de hidrocarbonetos, no contexto do tempo geológico, seria uma surpreendente e extraordinária coincidência saber que ainda existam agora. Se os depósitos estão se auto-alimentando, a sua existência atual torna-se menos surpreendente.

A origem abiogênica tem uma difícil missão por que os depósitos de hidrocarbonetos não seriam tão abundantes como as fontes abiogênicas são em larga escala. Pensar que os voláteis do manto terrestre são alegados como raros nas camadas superficiais da Terra é interessante ter em conta que rochas sólidas da crosta inferior e manto superior cobrem vastas áreas desérticas (como exemplos cinturões granulíticos e ofiolíticos). Além disso, afloramentos de rochas do manto fora do assoalho oceânico e ao longo do sistema global de cadeias meso-oceânicas são profusos neste planeta.

Também, é frequentemente afirmado que terremotos causam maciças descargas de hidrocarbonetos (por exemplo, exsudações de óleo catastróficas oil slicks nos oceanos) por ruptura de rochas impermeáveis. Todavia, é necessário considerar que as exsudações sempre constantes de fluidos que migram para a superfície dia-a-dia, chamada de cold outgassing tais movimentações tanto quanto ou mesmo muito mais contribuem em relação aos eventos catastróficos.

Alguns pensam que esse argumento seria um tanto estranho porque há evidência de fósseis nos “tar pits” (lagos de betume) cobrindo uma ampla gama de períodos e, portanto, muitos deles são importantes fontes de fósseis. Isto certamente prova o reabastecimento com matéria orgânica fóssil, através do tempo geológico (centenas de milhões de anos) com a qual a origem biogênica por si só explicaria. Entretanto, isto não tem nada em comum com a rápida formação dos campos de óleo e gás (cerca de 10 a 40 mil anos) e, geologicamente, rápida deteriorização. Os hidrocarbonetos desapareceriam rapidamente enquanto houvesse dissipação, evaporação, oxidação intensa e profunda biodegradação. Então, a pista para a solução deste problema está no balanço global do carbono e hidrogênio, fluxos e taxas de troca.

Metano na Terra

O metano é um gás tipicamente encontrado na Terra, quando não em depósitos de gás natural, nos depósitos hidratos de metano sobre alta pressão nas planícies abissais dos oceanos, por vezes retrabalhados por bactérias em níveis mais rasos ou ainda a partir da degradação de materiais biogênicos. Metano é um gás que causa efeito estufa greenhouse cerca de 20 vezes mais potente que o dióxido de carbono CO2 (gás carbônico).

É possível que as maiores extinções de vida ocorridas na história da Terra seja devido ao incremento de metano na atmosfera, através de processos geológicos como, por exemplo, rebaixamentos do nível do mar ou impactos de meteoritos, que poderiam desestabilizar hidratos de gás dos oceanos. É possível que tal situação tivesse ocorrido seja durante a crise Permo-Triássica, com a fragmentação do supercontinente Pangea; com expressivos impactos de meteoritos durante a passagem do Cretáceo para o Paleógeno (Terciário) e também glaciações.

Metano reage com oxigênio produzindo gás carbônico quando interage próximo aos vulcões de magma (lava). O metano reage com água, oxigênio e cálcio formando os cimentos carbonáticos e concreções nos reservatórios sedimentares de petróleo.

Bactérias que vivem no interior da Terra ou ainda junto ao fundo do mar alimentam-se de metano, criando espetaculares ecossistemas, com formas de vida bizarras e ainda muito pouco estudadas, como as comunidades quimiossintéticas e corais de águas profundas. São muito comuns no assoalho oceânico feições circulares com depressões denominadas “pockmarks” que estão relacionadas a escape de fluidos dos quais o metano é o principal gás que as formam.

O metano também forma espetaculares feições designadas de chaminés de gás (gas chimneys), formando colunas cilíndricas vistas em sísmica de reflexão, sobretudo em áreas produtoras de hidrocarbonetos. Emanações de metano são frequentes nos oceanos e mares, chegando a ser imageadas por sonar ou mesmo sísmica, formando grandes jatos “flares” que são emitidos a partir do assoalho marinho gerando extensas colunas de gás em meio à água. Tais feições foram bastante estudadas no Mar Negro.

O metano interage com rochas argilosas laminadas (folhelhos) ricas em matéria orgânica (querogênio) e pode produzir menores contribuições de hidrocarbonetos que podem integrar formação de petróleo, devido à produção de biomarcadores verdadeiros (e.g. hopanos, terpanos os quais são oriundos de paredes celulares de bactérias) e hidrocarbonetos insaturados (alcenos), mas não propriamente petróleo.

Também pode interagir com turfas nos pântanos formando depósitos de carvão, ou turfas de altitude presente em grandes fraturas nas rochas das montanhas. O metano primordial traz de grandes profundidades metais como mercúrio (sob a forma de metil- ou dimetil-mercúrio), arsênio, níquel, vanádio, cádmio, Chumbo, selênio, urânio, entre outros.

O metano (e ou mesmos carbonatos oriundos de metano oxidado) pode polimerizar no interior da Terra, através de reações de catálise tipo Síntese Fischer-Tropsch, formando hidrocarbonetos líquidos e gasosos (petróleo), através da serpentinização de peridotitos (dunito) do manto que produz hidrogênio, na presença de metais catalizadores como níquel, ferro, Cromo etc.

Deslocamentos súbitos de grandes quantidades de metano no interior da Terra podem ser causa de grandes terremotos, como apontado pelo cientista Thomas Gold [8]. Gold também sugeriu que o escape repentino de grandes volumes de metano para a superfície, nas terras emersas ou sobre os mares, também pode ser causa de certos acidentes aéreos e naufrágios. Poderia ocorrer perda de sustentação, caso a rota de aeronaves ou embarcações coincidisse com um grande fluxo de metano onde implicaria na diminuição da densidade do ar ou da água.

Metano possui ampla variação de estabilidade termodinâmica.

Depósitos incomuns

Depósitos de hidrocarbonetos são encontrados em áreas condenadas pela ortodoxa teoria biogênica tradicional. Alguns campos de óleo estão sendo realimentados a partir de fontes profundas, embora isso não seja uma regra para uma “rocha geradora biogênica” profunda. No campo de White Tiger, Vietnam e muitos campos na Rússia, óleo e gás natural estão sendo produzidos em reservatórios situados em granitos do embasamento cristalino, com alguns poços evidenciando presença de hidrocarbonetos a mais de mil metros abaixo do topo do embasamento granítico.

No caso do Vietnam não há nenhuma rocha fonte abaixo do nível produtor e pela teoria biogênica teria que haver uma migração de várias dezenas de quilômetros para que o óleo migrasse lateralmente, quando através de uma análise lógica torna-se simples concluir que a migração dos hidrocarbonetos é oriunda das falhas profundas que afetam o embasamento e que permitem comunicação com o manto.

Os “black shales” de idade arqueana no Craton de Pilbara (3.25 Ga), Austrália, apresentam inclusões fluidas de óleo e pirobetumes (ver ref.).

Micróbios nas profundezas da Terra

Vida microbial tem sido descoberta a 4,2 Km de profundidade no Alaska e 5,2 Km na Suécia. Organismos metanófilos são conhecidos há tempo e, recentemente, foi encontrada vida microbial no Parque de Yellowstone, nos Estados Unidos, sendo baseada no metabolismo de hidrogênio. Outros organismos de ambientes profundos e quentes (bactérias extremófilas) continuam a ser descobertos e também aqueles que suportam ambientes estressantes como, por exemplo, lagos hipersalinos; comunidades associadas a emanações de gases e ou água quente (hidrotermais) no fundo dos oceanos (black smokers).

Proponentes da Teoria Abiogênica ou origem inorgânica do petróleo apontam que a biosfera profunda é responsável pelos bio-marcadores presentes no petróleo, isto é, esses biomarcadores são na realidade contaminantes orgânicos dos hidrocarbonetos naturais primordiais. A teoria da Deep Hot Biosphere [9] (Biosfera Profunda e Quente) foi proposta por Thomas Gold. Essa teoria contempla diversos aspectos que são fundamentais para resolver o paradoxo do petróleo. (ver referência)

Hélio

Associação de gás hélio em campos de gás natural e petróleo é bastante comum. Enquanto que o ³He é um gás primordial, muito He é também gerado a partir do decaimento radioativo do urânio. O Hélio é associado geralmente com óleos leves, muitas vezes acompanhado de nitrogênio e metano. Esses gases auxiliam na migração profunda do petróleo líquido para níveis crustais mais rasos. Nenhum processo biológico conhecido produz hélio, portanto, sua estreita relação com o petróleo é um forte argumento para a Teoria Abiogênica.

Acumulações comerciais de hélio são em geral mais raras, no entanto sempre estão associadas com petróleo e gás natural. No campo de gás de Panhandle-Hugoton, nos estados do Texas, Oklahoma e Kansas, EUA, há importante produção comercial de hélio. Há também outros campos como na Argélia e na Rússia com importantes teores. A retenção do hélio necessita de condições específicas como, por exemplo, haver uma rocha selante extremamente efetiva sobre os reservatórios, em geral sal (“evaporitos“).

O hélio formado por processos radiogênicos a partir de desintegração de urânio, tório, em níveis crustais, não teria pressão suficiente para se incorporar a partir das rochas junto aos reservatórios de metano e óleos leves. A hipótese mais lógica é, portanto, que sua migração vem de grandes profundidades (manto) trazendo consigo outros hidrocarbonetos.

Elementos traço, metais associados

Níquel (Ni), Vanádio (V), Chumbo (Pb), Arsênio (As), Cádmio (Cd), Mercúrio (Hg), Cobalto (Co), Cromo (Cr), entre outros metais são frequentemente encontrados no petróleo, principalmente o Níquel e Vanádio que têm presença praticamente ubíqua nos óleos crus. Alguns óleos pesados, como exemplo, alguns óleos crus da Venezuela, chegam ter até 45% de Vanádio (pentóxido) nas cinzas, valores esses que chegam a ser comerciais. Esses metais e sua paragênese são comuns em rochas do manto da Terra. Esses elementos traço também são chamados de não-biomarcadores ou “abiomarcadores”, mas através das paragêneses dos metais é possível estabelecer assinaturas para identificação de proveniência dos óleos crus (petróleo).

A presença de mercúrio é constatada em muitos depósitos de hidrocarbonetos gasosos como também em certos betumes e comumente em depósitos de carvão mineral preto. Nenhum processo biológico conhecido inclui o mercúrio, pois esse metal é de natureza biocida. Sua presença em vários depósitos de hidrocarbonetos, além dos metais anteriormente citados, apontam origem hipógena para a formação do petróleo. Análise do padrão de distribuição de 22 elementos traço em 77 óleos, quimicamente os correlacionam melhor com a composição de meteoritos condríticos, com o manto peridotítico serpentinizado fértil e manto primitivo do que com a crosta oceânica ou continental, e não mostram nenhuma correlação com as distribuições químicas na água do mar.[10]

Diamantóides

Minúsculos diamantóides ocorrem no petróleo (óleo, gás e condensados). São moléculas que possuem similar arranjo da estrutura de átomos como os diamantes, e suspeita-se que sua origem também seja relacionada aos ambientes de origem dos kimberlitos e lamproítos, que portam diamantes naturais, a partir de altíssimas pressões e temperatura no manto da Terra. Esses diamantóides, encontrados com maior abundância nos condensados, são excelentes matéria-prima para a nanotecnologia, provavelmente o emprego mais nobre dos produtos do petróleo.

Hidrogênio

O petróleo é composto principalmente por alcanos (n-alcanos, parafinas). Sir Robert Robinson estudou a constituição do petróleo natural em grande detalhe, e concluiu que havia muito excesso de hidrogênio para que fosse produto de detritos orgânicos de plantas ou animais. As olefinas (alcenos), que são hidrocarbonetos insaturados, é que deveriam ser esperados caso a fonte fosse orgânica.

O gás hidrogênio e água tem sido encontrado a mais de 6 km de profundidade na crosta superior, incluindo os poços de Siljan Ring na Suécia e o poço ultraprofundo na península de Kola, Rússia. Há dados no oeste dos Estados Unidos que certos aquíferos próximos a superfície podem se estender até 10 a 20 Km. O hidrogênio pode ser criado através da reação da água com silicatos, quartzo e feldspatos, em temperaturas entre 25° a 270°C. Esses materiais são comuns em rochas crustais como os granitos. O hidrogênio pode reagir com carbono dissolvido na água para formar o metano e hidrocarbonetos mais complexos. Reações do tipo Fischer-Tropsch podem ocorrer após hidrólise de peridotitos do manto, formando serpentinitos com liberação de hidrogênio.

O petróleo é uma mistura de hidrocarbonetos e é muito rico em hidrogênio. As moléculas do petróleo possuem alto potencial químico e são bastante energéticas. As moléculas oriundas de processos biológicos, a exemplo de carboidratos (que são oxidados) têm baixo potencial químico e nunca poderiam transformar-se em hidrocarbonetos de alto potencial químico.

Termodinâmica

A 2a. Lei da Termodinâmica proíbe a formação espontânea de hidrocarbonetos mais pesados que o metano a baixas pressões. Cálculos termodinâmicos e diversos estudos experimentais efetuados na Rússia, Ucrânia e Estados Unidos confirmam que os n-alcanos (componentes comuns no petróleo) não evoluem espontaneamente a partir do metano a pressões tipicamente encontradas nas bacias sedimentares, portanto a Teoria Abiogênica para origem dos hidrocarbonetos sugere geração profunda (abaixo de 150-200 km de acordo com estudos realizados por Dr. J.F. Kenney e colaboradores [11].) Embora ocorram altas temperaturas no manto da Terra, o efeito das grandes pressões não permite a dissociação dos hidrocarbonetos. De acordo com cálculos de estabilidade termodinâmica de hidrocarbonetos efetuados pelo cientista Emanuil Chekaliuk, os hidrocarbonetos possuem alta estabilidade termodinâmica no interior da Terra. Enquanto o metano possui amplo espectro de estabilidade seja a baixas ou altas pressões e temperaturas, os compostos aromáticos, asfaltenos, e naftênicos são estáveis a profundidades de centenas de quilômetros.

Biologia

A vida tal como conhecemos é baseada fundamentalmente em carbono. Os primitivos organismos vivos (archeobactérias) retiram energia (alimento) do metano primordial ou petróleo (hidrocarbonetos) que estão nas profundezas da Terra. Muitas bactérias também aproveitam o oxigênio a partir da redução de sulfatos e produzem gás sulfídrico (H2S). O oxigênio também pode ser obtido pela redução do ferro, formando compostos como a magnetita.

Essa biosfera profunda forma os contaminantes do petróleo e torna-se partes dos chamados biomarcadores encontrados no petróleo natural. A fotossíntese é um processo bastante complicado que os primitivos organismos desenvolveram para auxiliá-los na conquista e sobrevivência na superfície do planeta. Isto pode ter ocorrido quando a fonte local de hidrocarbonetos possa ter cessado. O astrofísico Thomas Gold [12] mencionou que as primitivas bactérias inventaram a fotossíntese para conquistar a superfície fazer seu próprio alimento, isto é, seres autótrofos.

Serpentinização e síntese química de óleo – Síntese Fischer-Tropsch

Uma outra possível formação de óleo inorgânico é através das reações tipo síntese de Fischer-Tropsch. A catálise Fischer-Tropsch converte monóxido de carbono, dióxido de carbono e metano em várias formas de hidrocarbonetos líquidos. O monóxido e dióxido de carbono é gerado através da oxidação parcial de carvão ou combustível lenhoso. Este processo foi desenvolvido e usado exaustivamente na II Guerra Mundial pela Alemanha, a qual tinha limitado acesso aos suprimentos de petróleo. Ainda hoje é usado na África do Sul para produzir diesel a partir do carvão.

Serpentinização de rochas ultramáficas peridotíticas ricas em carbono envolvem reações Fischer-Tropsch e acredita-se que ocorra em profundidade, quando o manto peridotítico é hidrolisado tornando-se serpentinito enquanto há desprendimento de hidrogênio. Na presença de metais de transição catalisadores (Fe, Ni, Co) o hidrogênio reage com dióxido de carbono das rochas carbonáticas e resultam em hidrocarbonetos n-alcanos, incluindo hidrocarbonetos linear saturados, álcoois, aldeídos, cetonas, aromáticos e compostos cíclicos. Também é possível que o metano de regiões mais profundas do manto seja polimerizado pela Síntese Fischer-Tropsch formando n-alcanos e outros hidrocarbonetos.

Um mecanismo proposto para o qual o petróleo abiogênico se forma foi originalmente proposto pelo cientista ucraniano Prof. Emmanuil B. Chekaliuk em 1967. Ele propôs que o petróleo pode ser formado a altas temperaturas e pressões a partir de carbono inorgânico, na forma de dióxido de carbono, hidrogênio e/ou metano.

Este mecanismo é suportado por diversas linhas de evidências as quais são aceitas pela moderna literatura científica. Isto envolve síntese de óleo dentro da crosta através de catálise por rochas quimicamente redutoras. Um mecanismo proposto por Keith Stanley e Monte Swan (2005) se dá através de análogos naturais da Síntese Fischer-Tropsch, conhecido como serpentinização de peridotitos como proposto por Szatmari (1989) e Charlou (2005).

Serpentinitos são rochas ideais para hospedar este processo. Elas são formadas a partir de peridotitos/dunitos, que são rochas com mais de 80% de olivina e comumente uma percentagem de minerais como titânio-espinélios. A maioria das olivinas também possui altas concentrações de níquel e podem conter cromita e cromo como contaminantes das olivinas junto com outros metais de transição.

Entretanto, as reações de síntese do serpentinito e craqueamento de espinélio requerem alteração hidrotermal de pristano peridotito-dunitos, o qual é um processo finito, intrinsecamente relacionado com metamorfismo, e posteriormente requer também adição de água. O serpentinito é instável nas temperaturas do manto e é prontamente desidratado para granulitos, anfibolitos, talco-xistos e mesmo eclogitos.

Isto sugere que a metanogênese na presença de serpentinitos é restrita no espaço e tempo nas dorsais meso-oceânicas e níveis superiores das zonas de subducção de placas tectônicas. Porém, a água pode ser encontrada em profundidades de 12 km e reações que necessitam da mesma são dependentes de condições locais. O óleo sendo criado por esse processo nas regiões intracratônicas está limitado por materiais e temperatura.

A base química para o processo de formação do petróleo abiótico é a serpentinização de peridotitos (dunito), iniciando com metanogênese através da hidrólise da olivina para serpentina na presença de dióxido de carbono. Olivina, composta de forsterita e fayalita transforma-se em serpentina, magnetita e sílica através da seguintes reações, com a sílica da decomposição da fayalita (reação 1a) alimentando a reação da forsterita (reação 1b).

Reação 1a:
Fayalita + água → Magnetita + sílica aquosa + hidrogênio

 

Reação 1b:
Forsterita + sílica aquosa → Serpentinito

Quando esta reação ocorre na presença de dióxido de carbono dissolvido (ácido carbônico) a temperaturas acima de 500°C, a reação 2a é seguida.

Reação 2a:
Olivina + Água + ácido Carbônico → Serpentina + Magnetita + Metano

Entretanto, a reação 2b é somente similar, e suportada pela presença de abundante talco-carbonato xistos e veios delgados de magnesita em muitos serpentinitos peridotíticos;

Reacção 2b:
Olivina + Água + Ácido Carbônico → Serpentina + Magnetita + Magnesita + Sílica


A elevação do metano para cadeias maiores de hidrocarbonetos n-alcanos se dá através de desidrogenação do metano na presença de metais de transição catalíticos (e.g. Fe, Ni). Isto pode ser designado de hidrólise de espinélio. No mecanismo de polimerização de espinélio, Magnetita, cromita e ilmenita são minerais do grupo Fe-espinélios encontrados em muitas rochas, mas raramente como um maior componente nas rochas não-ultramáficas. Nessas rochas, altas concentrações de magnetita magmática, cromita e ilmenita proporciona a matriz reduzida na qual pode permitir o craqueamento abiótico do metano para hidrocarbonetos mais complexos durante os eventos hidrotermais.

Rochas reduzidas quimicamente são requeridas para conduzir esta reação e altas temperaturas também são necessárias para permitir o metano se polimerizar em etano. Notar que a reação 1a, acima, também cria magnetita.

Reação 3:
Metano + Magnetita → Etano + Hematita


A Reação 3 resulta em hidrocarbonetos n-alcanos, incluindo hidrocarbonetos lineares saturados, álcoois, aldeídos, cetonas, aromáticos e compostos cíclicos.

Associação do petróleo com estruturas profundas

Campos de óleo e gás são encontrados principalmente sobre estruturas profundas presentes no embasamento cristalino, relacionados a limites de placas litosféricas (divergentes, convergentes ou transformantes), estruturas de impacto de meteoritos (crateras de impacto, astroblemas). Esta associação pode ser observada de acordo com a distribuição de campos de petróleo ao longo dos arcos como, por exemplo, na Indonésia, Golfo Pérsico, Apeninos (Itália), Alaska, Arco de Barbados e sua continuidade para Trinidad and Tobago e Venezuela entre outros.

Nas bacias de margem divergente ou também riftes abortados, as ocorrências petróleo estão associadas à falhas de grande magnitude que comunicam com a crosta com manto em elevação. Reativações geológicas importantes ao longo do preenchimento das bacias sedimentares facilita a migração de hidrocarbonetos para altos estruturais onde esses podem formar acumulações quando encontram rochas reservatório e rochas impermeáveis (selantes), formando armadilhas ou trapas. A proximidade do manto em ascensão na fase pré-rifte é fundamental. Nos orógenos colisionais, as reativações de antigas estruturas distensionais são iniciadas no processo de colisão e podem permitir migração de hidrocarbonetos dos níveis ligados com as falhas profundas.

Por que o petróleo é frequentemente encontrado em bacias sedimentares?

As bacias sedimentares preenchem áreas de depressão onde ocorreram falhas profundas, associadas a limites de placas (riftes, convergência por subducção ou colisão continental entre duas placas litosféricas). Os estratos sedimentares formam excelentes reservatórios (espaços porosos) e também rochas selantes que quando combinados podem formar armadilhas para hidrocarbonetos. Essas armadilhas estão conectadas com fontes profundas, através de falhas também muito profundas, havendo interações com o manto durante a evolução da bacia.

O petróleo também ocorre em rochas do embasamento, embora as acumulações sejam mais raras, pelo fato do desconhecimento da geologia desses terrenos, havendo ainda pouco esforço exploratório para perfuração de poços e pesquisas nesse contexto.

Os hidrocarbonetos (petróleo, gás) migrando de grandes profundidades para as rochas sedimentares alojam-se nas rochas reservatórios ou em rochas fraturadas. No entanto, é bastante comum a interação entre hidrocarbonetos alóctones com rochas interestratificadas e laminadas como, por exemplo, folhelhos e ou alternância de folhelhos e rochas carbonáticas delgadas, havendo também interação de bactérias que se alimentam dos hidrocarbonetos primordiais. O não entendimento dessas relações conduz a equivocada interpretação de que esses litótipos seriam “rochas fonte” (geradoras) de petróleo. Por exemplo, a evidência de óleo e ou betume numa rocha, seja ela qual for, não significa que esses hidrocarbonetos são autóctones. Eles podem ter migrado, através de estruturas profundas, para essa rocha muito tempo depois que ela se formou, mesmo soterrada por muitos milhões de anos, numa bacia sedimentar.

Referências gerais

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2.       Kudryavtsev N.A., 1959. Geological proof of the deep origin of Petroleum. Trudy Vsesoyuz. Neftyan. Nauch. Issledovatel Geologoraz Vedoch. Inst. No.132, pp. 242-262 (In Russian)

3.       Outlook of the West Siberian petroleum potential. Kudryavtsev N.A., Ed. – Moscow and Leningrad, GosGeolIzdat. – 307 p. (in Russian)

4.       Kudryavtsev N.A., 1951. Against the organic hypotesis of oil origin. Oil Economy Jour. [Neftyanoe khoziaystvo], no. 9. – pp. 17-29 (in Russian)

5.       Kudryavtsev N.A., 1955. Recent state of the origin of petroleum problem. In: Discission on the problem of oil origin and migration. – Kiev, Ukrainian SSR Ac. Sci. Publ. – p. 38-89 (in Russian)

6.       Kudryavtsev N.A., 1959. Oil, gas, and solid bitumens in the igneous and metamorphic rocks. VNIGRI Proc. no. 142. – Leningrad, GosTopTechIzdat Publ. – 278 p. (in Russian)

7.       Kudryavtsev N.A., 1963. Deep Faults and Oil Deposits. – Leningrad, GosTopTekhIzdat. – 220 p. (in Russian)

8.       Kudryavtsev N.A., 1964. Factors governing distribution of oil and gas fields in the Earth’s crust. In: Petroleum Geology [Geologiya nefti]. Papers of XXII Geological Congress presented by Soviet geologists. – Nedra Press (in Russian)

9.       Kudryavtsev N.A., 1966. On haloid metasomatism. In: Problems of oil origin. Porfiriev V.B., Ed. – Kiev, Naukova Dumka Publ. – pp. 144-173 (in Russian)

10.   Kudryavtsev N.A., 1967. Closing speech. In: Proc. Conference on Distribution regularities and formation conditions for oil and gas fields in the West Siberia Plain. – Moscow, Nedra Press. – pp. 246-249. (in Russian)

11.   Kudryavtsev N.A., 1973. Genesis of oil and gas. – Leningrad, Nedra Press. – 216 p. (in Russian)

12.   Thomas Gold, 1999 The deep, hot biosphere Publisher Copernicus Book ISBN 0387985468

13.   Szatmari, P., 1989 Petroleum Formation By Fischer-Tropsch Synthesis In Plate Tectonics. AAPG.

14.   Kenney, J.F.; I. K. Karpov I.K., Shnyukov Ac. Ye. F., Krayushkin V.A., Chebanenko I.I., Klochko V.P. (2002). The Constraints of the Laws of Thermodynamics upon the Evolution of Hydrocarbons: The Prohibition of Hydrocarbon Genesis at Low Pressures..

15.   Kitchka, A., Juvenile Petroleum Pathway: From Fluid Inclusions via Tectonic Pathways to Oil Fields. AAPG Research Conference, Calgary, Canada, 2005. Article link

16.   Zircons Are Forever url=http://www.geology.wisc.edu/zircon/cool_early/cool_early_home.html

17.   Szatmari1, P, Da Fonseca, T, and Miekeley, N. Trace Element Evidence for Major Contribution to Commercial Oils by Serpentinizing Mantle Peridotites. AAPG Research Conference, Calgary, Canada,

18.  Franco Cataldo (January 2003). “Organic matter formed from hydrolysis of metal carbides of the iron peak of cosmic elemental abundance”. International Journal of Astrobiology 2 (1): 51-63. DOI:10.1017/S1473550403001393.

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História da indústria petrolífera

Antiguidade

Registros históricos da utilização do petróleo remontam a 4000 a.C. devido a exsudações e afloramentos freqüentes no Oriente Médio. Os povos da Mesopotâmia, do Egito, da Pérsia e da Judéia já utilizavam o betume para pavimentação de estradas, calafetação de grandes construções, aquecimento e iluminação de casas, bem como lubrificantes e até laxativo. Os chineses já perfuravam poços, usando hastes de bambu, no mínimo em 347 BCE. No início da era cristã, os árabes davam ao petróleo fins bélicos e de iluminação. O petróleo de Baku, no Azerbaijão, já era produzido em escala comercial, para os padrões da época, quando Marco Polo viajou pelo norte da Pérsia, em 1271.

Origens da indústria petrolífera

A moderna indústria petrolífera data de meados do século XIX. Em 1850, James Young, na Escócia, descobriu que o petróleo podia ser extraído do carvão e xisto betuminoso, e criou processos de refinação. O primeiro poço moderno foi perfurado em Bibiheybat (Bibi-Heybat), próximo a Baku, no Azerbaijão, no ano de 1846. O Azerbaijão foi o maior produtor de petróleo no século XIX e no final do século XIX sua produção era de mais da metade da produção mundial. O primeiro poço comercial da Romênia foi perfurado em 1857. O primeiro poço nas Américas foi perfurado no Canadá, em 1858. Em agosto de 1859 o norte-americano Edwin Laurentine Drake perfurou o primeiro poço nos Estados Unidos para a procura do petróleo (a uma profundidade de 21 metros), no estado da Pensilvânia. O poço revelou-se produtor e a data passou a ser considerada, pelos norte-americanos, a do nascimento da moderna indústria petrolífera. A produção de óleo cru nos Estados Unidos, de dois mil barris em 1859, aumentou para aproximadamente três milhões em 1863, e para dez milhões de barris em 1874.

O Oriente Médio

A história da exploração petrolífera no Oriente Médio nasceu da rivalidade entre a Grã-Bretanha e o Império Russo.

O barão Paul Julius Reuter (fundador da Reuters) negociara acordos com a Pérsia desde 1872, renovados em 1889, que previam a exploração de petróleo, de maneira a neutralizar os interesses russos na região. Uma vez que o regime czarista temia a aproximação britânica da sua fronteira sul, as suas pressões diplomáticas levaram à anulação destes acordos.

Sem desistência britânica, as negociações com Teerã foram retomadas por William Knox d’Arcy. Uma vez que o Xá necessitava de recursos financeiros, acabou sendo assinado um novo contrato, em 28 de maio de 1901. Pelos seus termos, mediante o pagamento de 20 mil libras esterlinas líquidas à vista, idêntico montante em ações e uma percentagem de 16% sobre os eventuais lucros, era garantida a concessão da exploração por 60 anos, sobre dois terços do território do país. Para explorá-la, d’Arcy contratou o engenheiro George Reynolds, que priorizou uma região entre a Pérsia (atual Irã) e a Mesopotâmia (atual Iraque), a cerca de 500 quilômetros do golfo Pérsico. A primeira perfuração iniciou-se em 1902, sob temperaturas de até 50° Celsius à sombra, numa área desértica e inóspita, habitada por tribos nómadas hostis. Finalmente em abril de 1904, uma das perfurações começou a produzir, demonstrando, mesmo em quantidade insuficiente, a existência de petróleo na região.

Os problemas postos à empreitada eram agora financeiros, uma vez que a estimativa inicial de investimento para a perfuração de dois poços havia sido de cerca de 10 mil libras, e em quatro anos de trabalho, d’Arcy já havia investido 200 mil. Necessitando de capital, d’Arcy negociou com a Burmah Oil Company, de Glasgow, a quem cedeu parte das suas ações. De comum acordo foi escolhida uma nova zona de prospecção: a chamada “planície do óleo”, a sudoeste de Teerã, perto do Chatt al-Arab. Novamente os gastos mostraram-se pesados: foi necessário abrir uma estrada e o transporte de 40 toneladas de equipamentos e materiais para que se começasse a perfurar, em Janeiro de 1908. Insatisfeita com a falta de resultados, em 14 de Maio, a Burmah Oil determinou que Reynolds abandonasse as perfurações. Em 26 de Maio, entretanto, o petróleo jorrou em Masjed Soleiman. De acordo com a lenda, Reynolds enviou um telegrama à empresa: “Ver Salmo 104, versículo 15, terceiro parágrafo”.

Para custear os pesados investimentos necessários à exploração, transporte e refino do produto, a Burmah Oil fundou em 1909 a Anglo-Persian Oil Company (atual BP), cujas ações dispararam. Foi construído um oleoduto de 225 quilômetros e instalada uma refinaria em Abadã, próximo à fronteira com o Iraque. Entretanto, as dificuldades financeiras retornaram em 1912, quando a companhia esgotou o seu capital de giro. Impunha-se uma fusão com a sua rival, a anglo-holandesa Royal Dutch Shell que, à época dominava o mercado. Entretanto, para o governo britânico à época, o controle sobre o fornecimento de petróleo era estratégico, inclusive porque os programas navais de seu Almirantado, para 1912, 1913 e 1914, estabelecidos para confrontar o Império Alemão, dependiam da construção de navios movidos a óleo, e não mais a carvão.

Ao mesmo tempo, no Iraque, a Turkish Petroleum Company, fundada em 1912 por iniciativa da Royal Dutch Shell e do Deutsche Bank (cada um com 50% das ações), em colaboração com o armênio Calouste Gulbenkian manifestava interesse no negócio. Nesse cenário, alguns dias antes da eclosão da Primeira Guerra Mundial, o jovem parlamentar Winston Churchill colocou em votação na Câmara dos Comuns a proposta de nacionalização da Anglo-Persian, através da qual o governo britânico adquiria 50% das ações da companhia pelo montante de 2,2 milhões de libras.

Em seguida, os britânicos envidaram esforços para obter a fusão da Turkish com a Anglo-Persian. Ainda em 1914, o novo consórcio passou a ser controlado em 50% pelos ingleses, ficando a Shell e o Deutsche Bank com 25% cada um; 5% dos lucros eram destinados a Gulbenkian, que passou a ser conhecido desde então como o “Senhor 5%”.

Com a Primeira Guerra Mundial em progresso, a cooperação anglo-germânica para a exploração petrolífera era anulada. Com a rendição alemã e o desmembramento do Império Otomano, as potências vencedoras passaram a controlar o mercado na região.

O primeiro-ministro britânico Lloyd George e o presidente do Conselho francês Alexandre Millerand firmaram o acordo de San Remo, através do qual o instrumento do desenvolvimento petrolífero ficou sendo a Turkish Petroleum Company; os franceses receberam a parte alemã da companhia, que havia sido sequestrada pelos britânicos durante a guerra. Em troca, os franceses renunciaram a suas pretensões territoriais sobre Mossul (no norte do Iraque). A Grã-Bretanha, por sua vez, declarou que qualquer companhia privada que explorasse jazidas de petróleo ficaria sob o seu controle.

O acordo de San Remo representou um duro golpe para os Estados Unidos da América, que, diante da hegemonia britânica passaram a demonstrar preocupação com o seu abastecimento. Um acordo entre ambas as nações só foi firmado em 1925.

Enquanto isso, Faiçal I do Iraque confirmou oficialmente a concessão celebrada em 1912, permitindo o início da prospecção em seu país. Finalmente, a 15 de outubro de 1927, às 3 horas da manhã, perto de Kirkuk, ecoou um imenso estrondo, sucedido por um jorro de petróleo, de 15 metros acima da torre. Para explorá-lo, foi assinado um contrato, em 31 de julho de 1928, no hotel das Termas de Ostrende, nos Países Baixos. Pelos seus termos, estabelecia-se a Iraq Petroleum Company (em substituição à Turkish Petroleum Company) cujo capital foi repartido entre a britânica Anglo-Persian (23,75%), a Companhia Francesa de Petróleos (23,75%), um cartel estadunidense (Gulf, Texaco, Exxon, Mobil, com 23,75%) e os 5% de Gulbenkian. Reunidos, os representantes dessas companhias traçaram uma linha vermelha em torno do território do antigo Império Otomano, onde apenas a Pérsia e o Kuwait foram excluídos. No interior dessa zona, todas as operações petrolíferas deveriam ser desenvolvidas em colaboração entre elas, e apenas entre elas.

De acordo com os relatórios dos geólogos à época, a Arábia parecia “desprovida de qualquer perspectiva de petróleo” e a prospecção ali deveria “ser classificada na categoria do puro jogo”. Entretanto, o fato do petróleo ocorrer em abundância na Pérsia e no Iraque indicava que o mesmo podia ocorrer na Arábia, levando a que o neo-zelandês Frank Holmes, com experiência na África do Sul e em Aden, no Iemen, se estabelecesse na pequena ilha de Bahrein. Holmes obteve do xeque local uma concessão para a prospecção de petróleo, em 1925.

Em 1926, com seus recursos esgotados, Holmes propôs vender a sua concessão aos britânicos, mas foi rechaçado, uma vez que, mesmo duvidando da presença de óleo na região, percebiam-no como um intruso. Holmes então dirigiu-se a Nova York e propôs a venda da sua concessão aos estadunidenses, adquirida pela Gulf Oil em 1927. Essa companhia, entretanto tornou-se parte da Iraq Petroleum Company em 1928. Como esta era signatária do acordo da Linha Vermelha, tornava-se impossível para a Gulf operar sozinha no Bahrein. Desse modo, revendeu as suas ações à Standard Oil of California (SOCAL, ex-Standard Oil Company), que havia ratificado o acordo. Essa operação irritou os britânicos, que não admitiam que os estadunidenses se instalassem no Oriente Médio. Sob a égide britânica, os xeques não podiam agir por conta própria. Uma cláusula de nacionalidade britânica era exigida para explorar o petróleo. Para contornar o impedimento, a SOCAL estabeleceu uma filial no Canadá, um território britânico. Um ano mais tarde, convencidos de que não havia petróleo em Bahrein, os britânicos acabaram concordando. As perfurações iniciaram-se, desse modo, em 1931. Em 31 de maio de 1932, uma jazida era descoberta, vindo a inverter o equilíbrio regional e mundial, e criando uma situação que dura até aos dias de hoje.

Na Arábia Saudita, em maio de 1933, o rei Ibn Saud, concedeu à SOCAL o direito de exploração do petróleo de seu país por 60 anos, mediante um pagamento de 35 mil peças de ouro. O articulador do mesmo foi Saint John Philby, antigo funcionário britânico do Império das Índias, transformado em conselheiro de Ibn Saud.

Derrotados na Arábia Saudita, os britânicos associaram-se aos estadunidenses, um ano e meio mais tarde, em partes iguais, no Kuwait, a última zona de prospecção. As seis primeiras perfurações foram infrutíferas até que, em 1938, vastas reservas foram descobertas no Kuwait e na Arábia.

O pós-segunda guerra e a criação da OPEP

Após a Segunda Guerra Mundial, o movimento pela descolonização foi seguido pelo direito das nações disporem livremente dos próprios recursos naturais. Nesse contexto, os países do Golfo Pérsico passaram a manifestar o desejo de libertar-se das companhias petrolíferas ocidentais. Assim, em 1948, com o apoio dos Estados Unidos enquanto superpotência, obtiveram o fim do “acordo da Linha Vermelha”. Empresas recém-chegadas, como a estadunidense Getty Oil Company, ofereceram melhores condições à Arábia Saudita, obrigando as companhias petrolíferas, determinadas a manter as suas posições, a conceder a este país, em 1950, uma fatia dos lucros da exploração petrolífera na base de 50/50. Essa concessão foi estendida ao Bahrein e, posteriormente, ao Kuwait e ao Iraque.

Como as multinacionais anglo-americanas (as “sete irmãs”), conservassem o controle dos preços e dos volumes de produção, 1950 foi também o ano da primeira tentativa de contestação. No Irã, o primeiro-ministro Mohammed Mossadegh nacionalizou as jazidas do país. Os britânicos, prejudicados, organizaram um bloco militar em favor das exportações. Durante quatro anos os iranianos resistiram até que, em 1954, os estadunidenses eliminaram Mossadegh, assumiram o controle do petróleo iraniano e, de passagem, afastaram os ingleses.

Em 1960, a Arábia Saudita, o Kuwait, o Irã, o Iraque e a Venezuela criaram a Organização dos Países Exportadores de Petróleo (OPEP) permitindo que, pela primeira vez na História, os países produtores de petróleo se unissem contra as “sete irmãs”.

Ainda demoraria uma década, entretanto, para que a correlação de forças entre países consumidores e países produtores fosse alterada. Isso aconteceu quando, devido a um acidente que danificou o oleoduto entre a Arábia Saudita e o mar Mediterrâneo, levou a uma diminuição da oferta de 5 mil barris/dia no mercado. Como consequência, os preços do petróleo subiram, e a OPEP deu-se conta de seu poder.

As nacionalizações voltaram à ordem do dia nos países árabes: em 1972, o Iraque recuperou o controle da sua indústria petrolífera, nacionalizando-a em 1975. Sem desejar ser reduzidas a meros compradores de petróleo, as companhias ocidentais introduziram uma nova figura jurídica para manter o seu “status”: os “contratos de partilha da produção”. Por eles, passaram a se associar à produção local do petróleo e a comercializar por sua própria conta uma parte da produção da jazida.

A Guerra do Yom Kipur (1973), provocou o primeiro choque petrolífero mundial. A OPEP elevou o preço do barril em 70% e limitou a sua produção. No ano seguinte (1974), o Kuwait e o Qatar assumiram o controle (em até 60%) das companhias que atuavam em seu território. A Arábia Saudita fez o mesmo antes de nacionalizar completamente a Arabian-American Oil Company (ARAMCO) em 1976.

Esses fatos levaram a que os países produtores passassem a controlar o mercado, tendo as companhias perdido a capacidade de ditar os preços do crude. Elas conservam, e mantém até hoje, ainda, a primazia sobre o refinamento, o transporte e a comercialização do óleo e derivados. Se em 1940, o Oriente Médio produzia 5% do petróleo mundial, em 1973, à época do choque petrolífero, atingia 36,9%.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo#Hist.C3.B3ria_da_ind.C3.BAstria_petrol.C3.ADfera

Petróleo e gás natural podem não ser fósseis

Crise Petróleo - Óleo Global

03.08.2009 ]

Agostinho Rosa

Teorias famosas

O Universo originou-se de uma descomunal explosão, conhecida como Big Bang. O petróleo e o gás natural são combustíveis fósseis. Estas são provavelmente as duas teorias científicas mais disseminadas, de maior conhecimento do público e algumas das que alcançaram maior sucesso em toda a história da ciência.

Elas são tão populares que é fácil esquecer que são exatamente isto – teorias científicas, e não descrições de fatos testemunhados pela história. Mesmo porque as duas oferecem explicações para eventos que se sucederam muito antes do surgimento do homem na Terra.

Teoria dos combustíveis fósseis

Segundo a teoria dos combustíveis fósseis, que é a mais aceita atualmente sobre a origem do petróleo e do gás natural, organismos vivos morreram, foram enterrados, comprimidos e aquecidos sob pesadas camadas de sedimentos na crosta terrestre, onde sofreram transformações químicas até originar o petróleo e o gás natural.

É com base nesta teoria que chamamos as principais fontes de energia do mundo moderno de “combustíveis fósseis” – porque seriam resultado de restos modificados de seres vivos.

Teoria do petróleo abiótico

Muito menos disseminado é o fato de que esta não é a única teoria para explicar o surgimento do petróleo. Na verdade, esta teoria hegemônica vem sendo cada vez mais questionada por um grande número de cientistas, que defendem que o petróleo tem uma origem abiótica, ou abiogênica – sem relação com formas de vida.

Os defensores da teoria abiótica do petróleo têm inúmeros argumentos. Por exemplo, a inexistência de fenômenos geológicos que possam explicar o soterramento de grandes massas vivas, como florestas, que deveriam ser cobertas antes que tivessem tempo de se decompor totalmente ao ar livre, juntamente com a inconsistência das hipóteses de uma deposição do carbono livre na atmosfera no período jovem da Terra, quando suas temperaturas seriam muito altas.

A deposição lenta, como registrada por todos os fósseis, não parece se aplicar, uma vez que as camadas geológicas apresentam variações muito claras, o que permite sua datação com bastante precisão. Já os depósitos petrolíferos praticamente não apresentam alterações químicas variáveis com a profundidade, tendo virtualmente a mesma assinatura biológica em toda a sua extensão.

Além disso, os organismos vivos têm mais de 90% de água e mesmo que a totalidade de sua massa sólida fosse convertida em petróleo não haveria como explicar a quantidade de petróleo que já foi extraída até hoje.

Outros fenômenos geológicos, para explicar uma eventual deposição quase “instantânea”, deveriam ocorrer de forma disseminada – para explicar a grande distribuição das reservas petrolíferas ao longo do planeta – e em grande intensidade – suficiente para explicar os gigantescos volumes de petróleo já localizados e extraídos.

Carbono do interior da Terra

Por essas e por outras razões, vários pesquisadores afirmam que nem petróleo, nem gás natural e nem mesmo o carvão, são combustíveis fósseis. Para isso, afirmam eles, o ciclo do carbono na Terra deveria ser um ciclo fechado, restrito à crosta superficial do planeta, sem nenhuma troca com o interior da Terra. E não há razões para se acreditar em tal hipótese.

Na verdade, aí está, segundo a teoria dos combustíveis abióticos, a origem do petróleo, do gás natural e do carvão: eles se originam do carbono que é “bombeado” continuamente pelas altíssimas pressões do interior da Terra em direção à superfície.

É possível sintetizar hidrocarbonetos a partir de matéria orgânica, e estes experimentos foram, por muitos anos, o principal sustentáculo da teoria dos combustíveis fósseis.

Mas agora, pela primeira vez, um grupo de cientistas conseguiu demonstrar experimentalmente a síntese do etano e de outros hidrocarbonetos pesados em condições não-biológicas. O experimento reproduz as condições de pressão e temperatura existentes no manto superior, a camada da Terra abaixo da crosta.

petroleoMetano e etano abióticos

A pesquisa foi feita por cientistas do Laboratório de Geofísica da Instituição Carnegie, nos Estados Unidos, em conjunto com colegas da Suécia e da Rússia, onde a teoria do petróleo abiótico surgiu e tem muito mais aceitação acadêmica do que em outras partes do mundo.

O metano (CH4) é o principal constituinte do gás natural, enquanto o etano (C2H6) é usado como matéria-prima petroquímica. Esses dois hidrocarbonetos, juntamente com outros associados aos combustíveis de origem geológica, são chamados de hidrocarbonetos saturados porque eles têm ligações únicas e simples, saturadas com hidrogênio.

Utilizando uma célula de pressão, conhecida como bigorna de diamante, e uma fonte de calor a laser, os cientistas começaram o experimento submetendo o metano a pressões mais de 20 mil vezes maiores do que a pressão atmosférica ao nível do mar, e a temperaturas variando de 700°C a mais de 1.200°C. Estas condições de temperatura e pressão reproduzem as condições ambientais encontradas no manto superior da Terra, entre 65 e 150 quilômetros de profundidade.

No interior da célula de pressão, o metano reagiu e formou etano, propano, butano, hidrogênio molecular e grafite. Os cientistas então submeteram o etano às mesmas condições e o resultado foi a formação de metano. Ou seja, as reações são reversíveis.

Essas reações fornecem evidências de que os hidrocarbonetos pesados podem existir nas camadas mais profundas da Terra, muito abaixo dos limites onde seria razoável supor a existência de matéria orgânica soterrada.

Reações reversíveis

Outro resultado importante da pesquisa é que a reversibilidade das reações implica que a síntese de hidrocarbonetos saturados é termodinamicamente controlada e não exige a presença de matéria orgânica.

“Nós ficamos intrigados por experiências anteriores e previsões teóricas,” afirma Alexander Goncharov, um dos autores da pesquisa. “Experimentos feitos há alguns anos submeteram o metano a altas pressões e temperaturas, demonstrando que hidrocarbonetos mais pesados se formam a partir do metano sob condições de temperatura e pressão muito similares. Entretanto, as moléculas não puderam ser identificadas e era provável que houvesse uma distribuição.”

“Nós superamos esse problema com nossa técnica aprimorada de aquecimento a laser, que nos permitiu aquecer um volume maior de maneira mais uniforme. Com isso, descobrimos que o metano pode ser produzido a partir do etano”, declarou Goncharov.

Hidrocarbonetos gerados no interior da Terra

“A ideia de que os hidrocarbonetos gerados no manto migram para a crosta terrestre e contribuem para a formação dos reservatórios de óleo e gás foi levantada na Rússia e na Ucrânia muitos anos atrás. A síntese e a estabilidade dos compostos estudados aqui, assim como a presença dos hidrocarbonetos pesados ao longo de todas as condições no interior do manto da Terra agora precisarão ser exploradas,” explica outro autor da pesquisa, professor Anton Kolesnikov.

“Além disso, a extensão na qual esse carbono ‘reduzido’ sobrevive à migração até a crosta, sem se oxidar em CO2, precisa ser descoberta. Essas e outras questões relacionadas demonstram a necessidade de um programa de novos estudos teóricos e experimentais para estudar o destino do carbono nas profundezas da Terra,” conclui o pesquisador.

Bibliografia:

Methane-derived hydrocarbons produced under upper-mantle conditions
Anton Kolesnikov, Vladimir G. Kutcherov, Alexander F. Goncharov
Nature Geoscience
26 July 2009
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/ngeo591

http://www.inovacaotecnologica.com.br

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