Кладовые космоса: Вселенная «кишит» углеводородами

Москва. 12 апреля в России отмечается День космонавтики. Космонавты осваивают просторы вселенной, а нефтяники – недра земли. И те, и другие в 60-х были первопроходцами. Спустя более чем полвека все чаще можно услышать о перспективах космоса с точки зрения ресурсов. И возможно, в обозримом будущем человечество будет добывать углеводороды уже во Вселенной.

Выступая на видеоконференции «Перспективы развития нефтегазовой геологии на основе глубинной гипотезы нафтидогенеза», доктор г.-м.н., советник по геологии ФАУ ЗапСибНИИГГ, заслуженный геолог РФ, почетный работник газовой промышленности, первооткрыватель месторождений Алексей Нежданов рассказал о наличии углеводородов в космосе. 

«В галактике, на планетах Солнечной системы углеводородов много. Известны метановые моря и озёра в северной полярной области Титана. Парогазовые гейзеры выбрасывающие метаносодержащие флюиды зафиксированы на Энецеладе – спутнике Сатурна.  Количество "обычных" углеводородов в Галактике составляет 10 млрд трлн тонн».

Эта цифра – 10 млрд трлн тонн - впервые была подсчитана учеными из Австралии и Турции и опубликована в 2018 году в журнале MNRAS. В пересчете на общую массу Галактики это означает, что она содержит в себе примерно 10 в 40 степени грамм углеводородных материалов. Этого хватило бы для того, чтобы сформировать примерно пять миллионов экзотических "углеродных" звезд, похожих по массе на Солнце, или небольшое звездное скопление.

"Объединив результаты наших экспериментов с данными наблюдений, мы смогли измерить массу всех алифатических углеводородов в межзвездной среде. Эти вещества, похожие на ощупь на жир, но гораздо менее съедобные, присутствуют в межзвездной среде в необычно больших количествах", - заявил Тим Шмидт (Tim Schmidt) из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия).

Подсчитав их число, ученые измерили спектр этой смеси газов и пыли и сопоставили его с аналогичной характеристикой типичных облаков газа в межзвездной среде. Как показали эти расчеты, Млечный Путь оказался необычно богатым на "газ и нефть" – в среднем, на каждый миллион молекул водорода приходится примерно 200-300 углеводородных цепочек.

Газовые моря и озера Титана

Титан - крупнейший спутник Сатурна и вторая по размеру луна в Солнечной системе. Он примерно на 50 % больше Луны (по радиусу), в 3,24 раза по объему и на 80 % превосходит её по массе. Рядом с Землей это карлик - в 2,5 раза меньше по диаметру и в 44 раза легче за счет втрое меньшей плотности. Крупнейший спутник Сатурна получает в сто раз меньше солнечного света. Поэтому температура на нем –180 по Цельсию, а ультрафиолет так слаб, что под покровом плотной атмосферы могут сохраняться углеводороды, из которых состоят местные моря. При этом спутник Сатурна во многом напоминает Землю.

В 2008 году ученые миссии Кассини из лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса заявили, что Титан просто покрыт углеродными и углеводородными соединениями - это гигантский завод органических химикатов. Считается, что запасы нефти, газа и угля на Титане в сотни раз превышают земные. Ученые говорят о существовании на спутнике Сатурна целых озёр и морей из углеводородов. Одно из известных гигантских углеводородных озер Титана - Онтарио. Это образование на южном полушарии спутника похоже на отпечаток правой ноги.

Его длина составляет 235 километров, а его ширина варьируется от 50 до 100 километров. Озеро состоит на 75% из метана и на 25% из этана и пропана. Радарные измерения, проведенные космическим аппаратом NASA «Кассини» в июне 2009 и январе 2010 годов, показали, что средняя глубина озера составляет примерно 3,2 метра. Еще одна отличительная особенность - поразительная гладкость его поверхности - максимальная высота волн, наблюдаемых «Кассини» в рамках многочисленных облетов Титана, составляет менее трех миллиметров. В западную часть озера впадает углеводородная река, которая на изображении выглядит как изогнутая тонкая линия черного цвета.

Гейзеры Энцелада

Энцелад - шестой по размеру спутник Сатурна. Он меньше Луны примерно в 7 раз и имеет диаметр всего около 500 км. Считается, что Энцелад мог бы быть перспективным для обитания на нем человека. Но этот вопрос еще является открытым для изучения.

Энцелад имеет слегка вытянутую, овальную по форме орбиту. Таким образом, он то удаляется от планеты, то приближается к ней, и, соответственно, гравитационное воздействие Сатурна время от времени усиливается и ослабевает. Это напряжение и вызывает нагрев недр спутника, обеспечивая его геотермальную активность, а также создает трещины на поверхности льда или расширяет их (во время максимального удаления Энцелада от Сатурна).

В 2010 году зонд Сатурна «Кассини» обнаружил на спутнике гейзеры. Они выбрасывали водяной пар из трещин ледяной оболочки Энцелада. Это дало основания полагать, что спутник не был полностью покрыт льдом, а скрывал под поверхностью жидкий соленый океан. По данным Nasa, температура воздуха над льдом достигает – 200 С, а под ним - +90 С.

Благодаря внутреннему теплу, океан остается жидким, и он может фонтанировать через трещины, которые ученые неофициально называют “полосами тигра”, после чего вода попадает на поверхность и снова замерзает. Внутреннее тепло будет порождать и вертикальные конвекционные потоки, аналогичные земным. Более теплая вода выталкивается наверх, где она остывает, и затем снова циркулирует вниз. Из-подо льда Энцелада вместе с водой вылетает азот, углерод, сера и даже, по последним данным, фосфор. Кроме того, из этих криовулканов бьёт метан.

Химический состав парогазовых гейзеров над поверхностью Энцелада выглядит так: вода – 90,2 %, азот – 4 %, диоксид углерода – 3,2 %, метан – 1,6 %, аммиак, ацетилен, пропан – 1 %.

По мнению ученых, гидротермальные источники глубоко под ледяным панцирем Энцелада, мало чем отличающиеся от гидротермальных источников, усеивающих дно океана Земли. Благодаря своему глобальному океану, уникальному химическому составу и внутреннему теплу Энцелад стал многообещающей зацепкой в поисках миров, где могла бы существовать жизнь.

Углеводороды обнаружены не только на планетах, но и в хвостах комет, в метеоритах, в атмосферах холодных звезд и в межзвездном пространстве. Однако ученые констатируют, что несмотря на несметные ресурсные богатства космоса добыть их пока невозможно из-за отсутствия технологий и высокой стоимости. При этом, сам факт их существования в комосе порождает гипотезы, в том числе и происхождения углеводородов на Земле. Так, абиогенная теория возникновения нефти и газа, в том числе, опирается на факт существования космических углеводородов.

Фото: https://www.nasa.gov