ما هو الوقود الأحفوري؟
هو عبارة عن وقود مصنوع من بقايا النباتات والحيوانات المتحللة، حيث قد توجد هذه الأنواع من الوقود في القشرة الأرضية، وأن هذه الأنواع عادةً قد تحتوي على الكربون والهيدروجين، والتي يمكن حرقها للحصول على الطاقة، ويعتبر كل من الفحم والنفط والغاز الطبيعي من الأمثلة على الوقود الأحفوري.
كيف يتم تشكيل الوقود الأحفوري؟
إن تشكيل الوقود الأحفوري قد يشير إلى العملية التي تُجري على مدى فترة زمنية منذ مئات الملايين من السنين لإنتاج مجموعة متنوعة من الوقود الأحفوري بما في ذلك الفحم والنفط والغاز الطبيعي.
وعلى الرغم من أن كل المواد المنتجة قد تبدأ في تلك المواد العضوية، ويتم تحويلها خلال فترة زمنية كبيرة من قبل الرواسب والضغط ودرجة الحرارة العالية وبعض ظروف مختلفة فإنها قد تؤدي إلى تشكيل أنواع مختلفة من الوقود الأحفوري، ويوجد هناك ثلاثة أنواع رئيسية من تشكيل الوقود الأحفوري وهم كما يلي:
تشكيل النفط
النفط أو ما يسمى عادةً البترول وهو عبارة عن الوقود الأحفوري الذي يتكون أساسا من الكربون والهيدروجين، وأن تشكيل النفط يأخذ قدراً كبيراً من الوقت لتشكيله أي حوالي ملايين السنين، حيث قد تشكلت 70٪ من رواسب النفط الموجودة اليوم في عصر الدهر الوسيط (252 إلى 66 مليون سنة مضت) و20٪ تشكلت في عصر حقب الحياة الحديثة (65 مليون سنة مضت) و10٪ تشكلت في العصر الباليوزوي (541 إلى قبل 252 مليون سنة)، ولقد حصل عصر الدهر الوسيط على أعلى نسبة؛ وذلك لأنه تميز بمناخ استوائي بكميات كبيرة من العوالق في المحيط في تلك المرحلة.
وعادة ما تكون العملية التي قد ينتج عنها النفط حالياً هي نفسها تلك العملية التي كانت موجودة في معظم المناطق سابقاً، (على الرغم من أنه قد تكون هناك أنواع مختلفة من حطام النباتات والحيوانات التي تسقط في قاع المحيط وظروف مختلفة قليلاً)، وليتم تشكيل النفط يجب أن تحدث الخطوات التالية:
- العوالق الميتة: وهي عبارة عن تلك العوالق النباتية والعوالق الحيوانية، وكذلك الطحالب والبكتيريا التي تغرق في قاع المحيط القديم وتختلط بمواد غير عضوية تشبه الطين، حيث تدخل هذه المحيطات من الجداول والأنهار، وهذا بدوره يخلق طيناً غنياً بالمواد العضوية، ويمكن أن يتشكل هذا الطين فقط في بيئات المياه الساكنة.
- عدم تعريض الطين للأكسجين: وهنا لا يمكن تعريض هذا الطين الناتج للكثير من الأكسجين، وإلا فإن تلك المادة العضوية التي تكون موجودة في الوحل ستتحلل بفعل البكتيريا وتختفي بسرعة، لذلك تُعرف البيئات التي يمكن أن يتشكل فيها النفط بالبيئات الخالية من الأكسجين، وقبل تدمير هذه المادة العضوية يتم دفنها بمزيد من الرواسب وتتحلل، مما قد يؤدي إلى تكوين الصخر العضوي.
- ارتفاع النفط إلى السطح: بشكل عام إن النفط أخف من الماء، لذلك فإنه عندما يتسرب من مصدر النفط الصخري فإنه يرتفع من خلال مسام الصخور، مما يؤدي إلى إزاحة الماء، وتُعرف هذه الأجسام الصخرية التي تحتوي على كميات كبيرة من النفط باسم صخور الخزان، ولكي يبقى هذا النفط محاصراً في الخزان فإنه يجب أن يكون هناك نوع من طبقة سميكة غير منفذة من الصخور لإغلاق ذلك الخزان.
تشكيل الغاز الطبيعي
إن الغاز الطبيعي هو الوقود الأحفوري الذي يتكون أساسا من الميثان، ويتم تشكيل الغاز الطبيعي في الأساس بنفس عملية تشكيل النفط، وبالتالي هذا بدوره يعني أنه سيستغرق وقتاً طويلاً مع بداية تشكل الغاز الطبيعي.
ويبدأ تشكيل الغاز الطبيعي في المحيطات الدافئة الضحلة التي كانت موجودة على الأرض منذ ملايين السنين، وفي هذه المحيطات قد تسقط مادة عضوية ميتة صغيرة للغاية مصنفة على أنها عوالق على قاع المحيط، وتتكون هذه العوالق من حيوانات تسمى العوالق الحيوانية أو نباتات تسمى العوالق النباتية، ثم تهبط هذه المادة عادةً في قاع المحيط وتختلط بمواد غير عضوية تدخل المحيط عن طريق الأنهار، وهذه الرواسب التي تشكلت في قاع المحيط هي نفسها التي تشكل الغاز الطبيعي على مدى سنوات عديدة.
تشكيل الفحم
الفحم هو عبارة عن وقود أحفوري صلب أسود وقابل للاشتعال يحتوي على كمية كبيرة من مادة كربونية (حوالي 50٪ من وزنه)، ويستغرق تشكيل الفحم قدراً كبيراً من الوقت (في حدود بضعة ملايين من السنين)، وقد ظهرت أول الوحدات الصخرية الحاملة للفحم منذ حوالي (290-360 مليون سنة) في وقت يُعرف باسم الفترة الكربونية أو الحاملة للفحم.
كما يبدأ تشكيل الفحم في العديد من مناطق المستنقعات الرطبة، حيث تكون المياه الجوفية بالقرب من التربة السطحية أو فوقها قليلاً، وبسبب هذا فإن بعض النباتات الموجودة تنتج المواد العضوية بسرعة، وفي هذه المناطق قد تتراكم طبقات المواد العضوية ثم تُدفن، وهذه الطبقات من المواد العضوية هي التي تشكل الفحم بعد ذلك، ولكن تأتي الطاقة في الفحم في البداية من الشمس وهي طاقة من ضوء الشمس المحاصر بواسطة النباتات الميتة.
