มนุษย์ค้นพบ ปิโตรเลียม และใช้ประโยชน์จากทรัพยากรธรรมชาติชนิดนี้มาเป็นเวลานาน แม้ว่าที่ผ่านมา มนุษย์เราได้รับประโยชน์มากมายจากปิโตรเลียม แต่ในขณะเดียวกัน ผลจากการบริโภคพลังงานชนิดนี้ก็กำลังส่งผลกระทบต่อชีวิตมนุษย์
ปิโตรเลียม (Petroleum) คือ สารประกอบไฮโดรคาร์บอน (Hydrocarbon) ที่มีโครงสร้างอันสลับซับซ้อน เป็นสสารในธรรมชาติที่มีธาตุไฮโดรเจน (H) และคาร์บอน (C) เป็นองค์ประกอบหลัก เกิดจากการย่อยสลายของอินทรียสารที่ทับถมกันจำนวนมากในมหาสมุทร ภายใต้ความร้อนและความดันอันมหาศาลที่เกิดขึ้นตลอดระยะเวลาหลายล้านปีในชั้นหินใต้พื้นผิวโลก
[ปิโตรเลียม มีรากศัพท์มาจากคำว่า “เพตรา” (Petra) ที่แปลว่า “หิน” และ “โอเลียม” (Oleum) ที่แปลว่า “น้ำมัน” ในภาษาละติน ซึ่งมีความหมายร่วมกันว่า “น้ำมันจากหิน”]
แหล่งกำเนิดและกระบวนการสะสมปิโตรเลียม
ปิโตรเลียม คือเชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil fuel) ที่เกิดขึ้นจากการทับถมของซากพืชซากสัตว์ใต้ทะเลลึกเมื่อหลายล้านปีก่อน ซึ่งเน่าเปื่อยผุพังและย่อยสลายกลายเป็นอินทรียสารที่สะสมรวมตัวกับตะกอนต่าง ๆ ทับถมกันจนเกิดชั้นตะกอนหนาแน่น ซึ่งจมตัวลงจากแรงกดทับของชั้นการสะสมต่าง ๆ และการเปลี่ยนแปลงของแผ่นเปลือกโลก
ภายใต้ความดันและความร้อนที่สูงจัด อินทรียวัตถุเหล่านี้ถูกแปรสภาพกลายเป็นสารประกอบที่เรียกว่า “คีโรเจน” (Kerogen) ปะปนอยู่ร่วมกับเศษหินดินทรายหรือ “หินต้นกำเนิด” (Source Rock) จนกระทั่งเกิดการแปรสภาพอีกครั้ง จากอุณหภูมิที่สูงขึ้นและแรงทับถมของชั้นตะกอนที่เปลี่ยนแปลงคีโรเจนในชั้นหินให้กลายเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนในรูปของเหลวและก๊าซ ซึ่งสะสมตัวอยู่ตามช่องว่าง รอยแยก และรูพรุนของชั้นหิน กลายเป็นสสารที่เรารู้จักกันดีในชื่อปิโตรเลียม
ปัจจัยของสภาวะแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการเกิดปิโตรเลียม
- สภาพภูมิประเทศเป็นแอ่งใต้ท้องน้ำหรือใต้ท้องทะเล (Sedimentary Basin) ที่สามารถสะสมและกักเก็บอินทรียสารและตะกอนต่าง ๆ ไม่ให้ถูกพัดพาไปตามกระแสน้ำ
- การไหลเวียนของกระแสน้ำอย่างเชื่องช้า ซึ่งส่งผลให้ตะกอนไม่ถูกพัดพาไปก่อนการสะสมหรือถูกย่อยสลายและทำลายลงก่อนเกิดการทับถมเป็นชั้นตะกอน
- ออกซิเจนและซัลเฟตในปริมาณต่ำ ซึ่งทำให้ซากสิ่งมีชีวิตไม่ถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ใต้ท้องทะเลก่อนการสะสมเป็นชั้นตะกอน
- ชั้นหินกักเก็บ (Reservoir Rock) ที่มีโครงสร้างแบบปิดกั้น (Trap) เช่น โครงสร้างในลักษณะของประทุนคว่ำ (Antincline) หรือโครงสร้างรูปโดม (Dome) ซึ่งทำให้ปิโตรเลียมไม่สามารถเคลื่อนที่ขึ้นสู่ด้านบนผิวน้ำหรือซึมรั่วไหลออกไปจนหมด เนื่องจากน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติมีน้ำหนัก (มวล) เบากว่าน้ำภายนอกชั้นหิน
ประเภทของปิโตรเลียม
น้ำมันดิบ (Crude Oil) คือ ปิโตรเลียมในสถานะของเหลว ซึ่งประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิดระเหยง่ายเป็นส่วนใหญ่ และโดยทั่ว น้ำมันดิบมักจะมีสีดำหรือสีน้ำตาล ภายหลังกระบวนการกลั่น เกิดเป็นผลิตภัณฑ์น้ำมันชนิดต่าง ๆ เช่น น้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ น้ำมันก๊าด และยางมะตอย เป็นต้น
ก๊าซธรรมชาติ (Natural Gas) คือ ปิโตรเลียมในสถานะก๊าซ ซึ่งประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนราวร้อยละ 95 โดยมีองค์ประกอบหลัก คือ ก๊าซมีเทน (CH4) ซึ่งอาจมีไนโตรเจน (N) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ปะปนอยู่เล็กน้อย สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงและนำมาเป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีต่าง ๆ
สืบค้นและเรียบเรียง คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย
ข้อมูลอ้างอิง
https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/petroleum/
https://dmf.go.th/public/list/data/index/menu/652/mainmenu/652/
http://www.lesa.biz/earth/lithosphere/fuel/oil
https://www2.pttep.com/energyliteracy/PTTEP/issue.aspx?id=21
เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ชั้นดินและองค์ประกอบของดิน
