1 Предмет и задачи геохимии нефти и газа.

Геохимия — наука, которая, используя законы химии, объясняет течение геологических процессов

Важнейшие задачи геохимии:

• Определение относительной и абсолютной распространённости элементов и изотопов в Земле и на её поверхности.

• Изучение распределения и перемещения элементов в различных частях Земли (коре, мантии, гидросфере и т. д.) для выяснения законов и причин неравномерного распределения элементов.

• Анализ распределения элементов и изотопов в космосе и на планетах Солнечной системы (космохимия).

• Изучение геологических процессов и веществ, производимых живыми или вымершими организмами (биогеохимия).

2 Гипотезы образования Земли и зарождения жизни.

Возраст Земли 4.6 млрд. лет.

В первый миллиард лет своего существования Земля представляла собой раскаленную каплю.

Состав атмосферы: Н₂, NH₄, N₂, CH₄. В первичной атмосфере Земли кислорода не было.

За счет вулканической деятельности, водород в атмосфере окислился с образованием воды.

Биогенный этап развития Земли начался с образованием кислорода в атмосфере в результате фотосинтеза. Современное содержание кислорода в атмосфере (21%) было достигнуто 80 млн. лет назад.

Прокариоты — 3.3 млрд. лет назад

эукариоты — 1.5 млрд. лет назад

разнополые организмы — 0.8 млрд. лет назад

S₃-D₁ — первые примитивные растения на суше

теории Панспермии

Согласно теории Панспермии, предложенной в 1865 году немецким ученым Г. Рихтером и окончательно сформулированной шведским ученым Аррениусом в 1895 году, жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с метеоритами и космической пылью. Это предположение основывается на данных о высокой устойчивости некоторых организмов и их спор к радиации, глубокому вакууму, низким температурам и другим воздействиям.

Теория стационарного состояния

Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности — либо изменение численности, либо вымирание.

3 Изотопия углерода, серы, водорода.

Изото́пы углеро́да — разновидности атомов (и ядер) химического элемента углерода, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Известны 15 радиоактивных изотопов углерода (от ⁸C до ²²C), из которых один — ¹⁴C — встречается в природе (его содержание в атмосферном углероде около 10−12). Углерод — лёгкий элемент, и его изотопы значительно различаются по массе, а значит и по физическим свойствам, поэтому во многих природных процессах происходит их разделение (фракционирование).

Изотоп ¹⁴C образуется при облучении ¹⁴N нейтронами по следующей реакции:

И зотоп углерода ¹⁴C образуется в атмосфере из атмосферного азота под действием космического излучения. С небольшой скоростью ¹⁴С образуется и в земной коре.

Измерение радиоактивности органических веществ растительного и животного происхождения, обусловленной изотопом ¹⁴C, применяется для радиоуглеродного анализа возраста старинных предметов и природных

образцов. В живом организме ¹⁴C находится в равновесии с окружающей средой. После гибели организма он перестаёт обмениваться углеродом со средой, и содержание ¹⁴C начинает медленно уменьшаться (его период полураспада равен 5,70±0,03 тыс. лет). Измеренная удельная активность ¹⁴C в образце может быть однозначно связана с временем, прошедшим с момента гибели организма.

Углерод имеет два стабильных изотопа — ¹²C и ¹³C, которые представляют собой первичные формы жизни на земле. Содержание этих изотопов в природном углероде равно соответственно 98,93 % и 1,07 %. В ходе различных биологических процессов происходит фракционирование изотопов углерода, поэт ому разные геологические объекты имеют различное соотношение изотопов ¹³C/¹²C.

Отношение ¹³C/¹²C выражается градиентом отношения (δ) в частях на 1 000 (промилле ‰).

В качестве стандарта используется ¹³C/¹²C белемнита из формации Reedee юж. Калифорния.

Общей закономерностью является то, что углерод в восстановленной форме (метан, нефть, органические вещества, уголь) легкий, содержание изотопа ¹³С в нем ниже, чем в стандарте. Углерод в окисленной форме (углерод карбонатов) гораздо тяжелее и содержит столько же ¹³С, сколько стандарт и больше.

Сера (S) имеет 25 хорошо известных изотопов , четыре из которых являются стабильными: 32 S (95,02%), 33 S (0,75%), 34 S (4,21%), и 36 S (0,02%). Преобладание серы-32 объясняется его производство из углерода-12

Водород встречается в виде трёх изотопов, которые имеют индивидуальные названия: ¹H — протий (Н), ²Н — дейтерий (D), ³Н — тритий (радиоактивный) (T).

Протий и дейтерий являются стабильными изотопами с массовыми числами 1 и 2. Содержание их в природе соответственно составляет 99,9885 ± 0,0070 % и 0,0115 ± 0,0070 %. Это соотношение может незначительно меняться в зависимости от источника и способа получения водорода.

Изотоп водорода ³Н (тритий) нестабилен. Его период полураспада составляет 12,32 лет. Тритий содержится в природе в очень малых количествах.