Если бы этот процесс был известен в древности, некоторые религии могли бы предположить, что это души грешников переплавляются в геенне огненной.
Считается, что таинство рождения нефти должно происходить где-то между километром и 6 километрами под поверхностью земли. Чем глубже, чем ближе к геотермальным силам, тем горячее. Температура требовалась от 65 до 150 градусов по Цельсию. Ниже температурной границы кероген оставался керогеном. Выше верхней он превращался в газ. Между этими двумя границами рождалась нефть.
…И все-таки. Связь между нефтью и жизнью явно есть. Ведь она прежде всего – углеводород, хоть и самый знаменитый, самый изощренный и богатый из "Це-Ашей". А значит, дитя углерода.
Мать-углеродица
Было бы славно, если бы название это существовало в русском языке в женском роде – углеродица. Тогда была бы понятнее и традиционнее метафора – как все эти гениальные дети рождаются в прочном, стабильном браке с могучим супругом – водородом, с которым мать-углеродица умеет образовывать прочные атомные связи, вбирая при этом, запечатывая в своем союзе огромную, яростную энергию.
Человек легко научился эту энергию извлекать, разрушая, сжигая огнем углеродно-водородный союз. И на этом умении и построена вся современная цивилизация, все наши цирлихи-манирлихи, права человека, сытные обеды и отдыхи на теплых курортах.
Но это только часть тайны. Главная мистерия в том, что углерод – совершает удивительный круговорот в природе, в мире, во вселенной. Он – что-то типа связующего и передаточного звена, смысла которого мы до конца не постигли. Можем констатировать только то, что лежит на поверхности.
Официально его зовут по-латински Carboneum. Провозглашен химическим элементом Антуаном Лавуазье в 1787 году, но известен был и в эпоху античности – тогдашние мыслители не обладали аппаратурой, чтобы подробно исследовать его характеристики, но подозревали за ним необыкновенные свойства.
Как ни странно, его совсем немного в нашем мире – в земной коре его меньше одного процента. Но он играет совершенно ключевую роль во множестве органических и неорганических процессов, составляющих суть существования Земли. Если Бог есть, то углерод, похоже, – избранный им химический элемент.
Прошу прощения за нижеследующий текст у тех, кто хорошо успевал в школе по химии, ничего принципиально нового они не услышат, но и их призываю взглянуть на углерод свежим взглядом и задуматься над его роковой судьбой и ролью. И даже, извините за высокопарность, над его тайной.
С одной стороны он вполне самодостаточен, прекрасно живет себе в одиночку в трех формах. Во-первых, (со всякими примесями, но всё же в основе своей оставаясь самим собой) – это древесный уголь и антрацит. Во-вторых, графит. И, в-третьих, извините, он – лучший друг девушек, тот, который навсегда, самый прочный из известных человеку натуральных материалов. Да-да, алмаз, брильянт – это самый что ни на есть чистейший углерод, Carboneum, химический элемент С ("Цэ"), атомный номер шесть, что значит: в его ядре шесть протонов.
Именно количество протонов и определяет различия, качества и странности всех химических элементов, из которых построена Земля и мы с вами. В случае углерода это означает не только то, что он как раз может принимать эти удивительные формы – от угля до алмаза – но и легко вступает в мощные и прочные союзы. Для этого правда есть другая категория – вспомните опять школьную химию – валентность. Происходит это слово от немецкого valens – иметь силу. Так вот четыре свободных электрона дают углероду огромную силу, он очень сильный, очень валентный, очень способный соединяться с другими. Настолько, что образовывает миллионы таких соединений – больше, чем все остальные химические элементы вместе взятые. Недаром вот уже больше 45 лет один из его изотопов – С12 (то есть углерод, имеющий по 12 протонов и нейтронов в атомном ядре) служит главным мерилом, по отношению к которому исчисляются атомные веса всех остальных химических элементов. Целая специфическая область знаний (и не всеми любимый из-за обилия непростой информации школьный предмет) – органическая химия – посвящена изучению этих бесчисленных соединений и их порой странного, загадочного поведения и правил взаимодействия.
В справочниках написано, что органическую химию назвали так потому, что в момент ее возникновения весь известный людям углерод происходил из органики. Но, похоже, что придумавшие эту науку в любом случае попали в точку, хотя связь здесь, возможно, обратная: жизнь "делается" из углерода, а не наоборот. Уж не знаю, с чем его сравнить, с кирпичом или цементом или и тем и другим вместе взятым, но именно эти кирпичики лежат в фундаменте и растительной клетчатки и всех наших протеинов и белков и ДНК. И если этот стройматериал валяется где-то в земной коре или в космосе или на дальних планетах и звездах пока без применения, это не отменяет того факта, что жизнь без него не построишь. Может быть, и бывает углерод вне жизни, но без элемента С, без карбониума, живого не бывает. По крайней мере, в нашем, земном понимании.
Существует углеродный круговорот. При сгорании или окислении энергоносителей углерод соединяется с кислородом, становится углекислым газом – который поглощают растения (при условии солнечного освещения происходит фотосинтез). Растения возвращают в атмосферу необходимый для дыхания кислород (и образуют растительные углеводы, которыми кормят белковую жизнь). Люди и животные выделяют углекислый газ и метан, а умирая, живые организмы возвращают углерод земле, где он теоретически снова превращается в уголь-газ-нефть, которые мы сжигаем…
И это, видимо, только часть более сложного цикла, охватывающего и процессы, происходящие в земной коре и даже (в масштабах миллиардов и триллионов лет), может быть, и в космосе.
Разве что иногда удается отдельным "карбонариям" сбежать, вырваться из цикла и стать, например, невероятной красоты брильянтами.
Нефть в таком случае любимая, самая богатая, самая выпестованная дочь углерода и водорода – ведь для ее изготовления нужны очень специальные условия и миллионы лет терпения.
Но вообще из-за столь первостепенного участия углерода во всех биологических процессах, трудно избавиться от ощущения, что и нефть в любом случае – часть жизни, что она сама отчасти - живая.
Как забрать ее у земли
"Вызрев" под землей, нефть стремится вырваться на поверхность, и значительной ее части это исторически удавалось, и тогда ее постепенно поедали бактерии, участвующие в обороте углерода в природе. Но другая часть нефти "застревала", попадала в ловушку ближе к поверхности. Всё уже зависело от пористости земной породы. И вот дело геологов – эти самые ловушки находить.
В наше время сначала надо заниматься аэрофотосъемкой. Потом в перспективных местах новейшие сейсмографы "прощупывают" подземную кору. То есть устраиваются такие небольшие взрывчики и сейсмографы фиксируют, как так называемые упругие волны через различные участки проходят. Есть еще и способы, основанные на различной электропроводимости разных пород, магнитная разведка и так далее. А только потом начинают бурить. Если попадешь прямо в месторождение, то нефть может выплеснуться фонтаном, иногда с такой силой, что это даже может быть опасным. Но чаще нефть приходится из-под земли выкачивать насосами.
Название нефтяной вышки по-английски произошло от имени палача. Не простого, конечно, а знаменитого. Пишется это слово так: "derrick". Томас Деррик трудился в конце XVI – начале XVII века, в основном в Тауэровской тюрьме, и казнил в общей сложности более 3000 человек. Кроме того, он изобрел новую, более совершенную форму виселицы, напоминающую подъемный кран. По ассоциации с этим агрегатом некоторые типы кранов стали называться "дерриками". Такая вот образовалась подсознательная связь: видят люди на кран, а думают о виселице. Потом название это распространилось и на нефтяную вышку.
Русский ответ на это: само слово "вышка" имеет разговорное значение – смертная казнь (от "высшей меры наказания"). В Баку много лет издавалась знаменитая газета нефтяников под таким названием, и помнится, когда люди за пределами отрасли впервые сталкивались с ней, то непременно криво усмехались, название казалось им неожиданным, почти неприличным.
Но это всё, конечно, дурацкое случайное совпадение. Современные англичане не вдумываются в этимологию слова, а в России ассоциируют свое название с высотой, на которую забирается это техническое сооружение. А вот люди с "нефтью на уме", пожалуй, найдут в звучании символику: вышка это высшая мера, в смысле главный символ нашей цивилизации.
Вышка, естественно, стоит над скважиной, а та грубо говоря, представляет собой глубокую и узкую дыру. Но современные технологии позволяют бурить под любыми углами к горизонту и даже горизонтально – под землей! Это очень экономный и щадящий окружающую среду способ бурения. Но только надо знать более или менее наверняка, куда и зачем ты пробиваешься.
Если нефть не хочет сама выплескиваться наружу, то ее качают. Самая распространенная картинка на экранах телевизоров в последнее время – это станок-качалка, а самая заметная его деталь – так называемая "голова ослика" – неустанно совершающая характерное, "кивательное" движение.
Но бывает, что просто насосов уже не достаточно. Тогда приходится прибегать ко всяким ухищрениям – закачивать под землю, в пласт, воду или газ, чтобы они искусственно создавали там давление и выпихивали разленившуюся нефть на поверхность.
Как правило, то, что выливается из скважины – это еще не нефть. Эта жидкость обычно содержит еще и газ, и воду. Эта смесь нуждается в обработке, все три компонента должны быть отделены друг от друга, чтобы газ и нефть газ можно было отправить куда надо – по трубопроводам или в цистернах.
Весьма важная категория – это так называемый коэффициент нефтеотдачи месторождения – отношение запасов нефти, которые можно извлечь экономически выгодными способами, к общему количеству нефти, залегающей под землей. Двадцать лет тому назад нефтяники вынуждены были мириться с коэффициентом в 30 %. Но технологии не стоят на месте, выдумываются всякие новые хитрые способы подкачки и сегодня в среднем эта величина достигает уже процентов 45. Но если вдуматься, и это до обидного мало. Стыдно человечеству не придумать способа, как выжимать из месторождений если не всю нефть до капли, то почти. Если этого добиться, то проблема нехватки нефти может, кстати, отодвинуться на неопределенный срок.
Потомки арабского ладана
У арабов в минувшие века было распространено благовоние, которое они называли "Аль-Любан аль-Джауи" или, если проглатывать артикли, то "любан джауи" – то есть, буквально, "Яванский ладан". Вроде как родом прямо с острова Ява. В общем, был это некий ароматический нефтепродукт. От арабов его получили испанцы и итальянцы, они так это название исковеркали, что стало получаться: "бан-джауи", потом и вовсе "бензаи", затем "бензой" и, наконец, из этого всего, уже при немецком, кажется, участии, вышел "бензин".
Но дальше – больше. При переходе в разные языки, в силу какого-то недоразумения, это слово обрело разные значения. В русском оно стало означать продукт переработки нефти, который по-английски называется либо "петрол" (в Англии) либо "газолин" (в США), То есть производное той самой легкой фракции нефти, которую в конце XIX века считали никчемной и сжигали. Иначе говоря – горючее для автомобилей, мотоциклов, водных катеров и так далее. И что особенно важно – для танков и грузовиков!
А то, что по-английски называется "бензин", это по-русски зовется иначе – "бензол". Бесцветная жидкость, разумеется, тоже углеводород, с приятным запахом, в нем шесть атомов углерода и столько же – водорода. Из него делают лекарства, пластмассы, красители, пестициды, резину, и много чего другого. Например, взрывчатые вещества.
Чтобы усилить путаницу, надо добавить, что бензол входит в состав бензина, играя в нем очень важную роль, повышая октановость!
И, кроме того. В Германии, Венгрии, Чехии, Сербии и Хорватии, Турции, в Скандинавских странах, а также Папуа-Новой Гвинее и множестве других государств бензин тоже называют бензином. Что говорит в поддержку того мнения, что в русский и другие славянские (и не только славянские) языки это слово пришло из немецкого, а туда, видимо, из итальянского. Но у итальянцев его взяли и те, кто стал называть так бензол. Произошло достаточно типичное раздвоение после лингвистической "развилки".
Как это часто бывает, оригинальничают французы – у них бензин называется "эссанс" (от эссенции). Им проще. А вот бедные арабы, оставшиеся без своего Яванского Ладана, получили назад свое собственное слово исковерканным до неузнаваемости – "Аль-Бинзин" (البنزين). Причем часто этим, одним и тем же, словом называют оба вещества – и бензин, и бензол, что, конечно, вносит изрядную путаницу. Впрочем, арабам не привыкать к филологическим трудностям из-за сложных отношений между классическим литературным языком и множеством диалектов, на которые к тому же оказали воздействие разные европейские наречия.
Авторы справочников подчеркивают, что в любом случае Берта Бенц тут ни при чем. Несмотря даже на то, что именно она, первая в мире, проехала от Мангейма до Пфорцгейма в 1888 году на одной из первых в мире машин с двигателем внутреннего сгорания, преодолев расстояние в 106 километров. С целью якобы навестить свою мать. Причем сделала она это тайно от своего мужа – гениального изобретателя Карла Бенца, который собственно и сконструировал тот самый двигатель и поставил его на ту самую повозку.
Но в конструкции явственно проявлялось "происхождение" аппарата – тот факт, что Карл Бенц создал свое предприятие на базе велоремонтной мастерской.
Машина та сильно смахивала на большой трехколесный велосипед. Между двумя задними колесами был установлен четырехтактный двигатель, того именно типа, что в 1862 году изобрел самоучка Николаус Отто. Мотор был соединен традиционной велосипедной цепью с задней осью.
Но устроить на этом "Моторваген" многокилометровый пробег никто не решался. Очередная неудача (а их с самодвижущимися аппаратами к тому времени было уже немало) – и публика и без того побаивавшаяся "дьявольского изобретения", могла, пожалуй, потребовать его запретить! Карл был весь в долгах, откуда было взять средства на усовершенствования механизма, шасси и корпуса, было непонятно… И вот тут-то в дело решила вмешаться бесстрашная Берта. Она не побоялась аварии, которая была вполне вероятна и чревата опасностью для жизни и здоровья. По дороге люди шарахались от машины в суеверном ужасе, ей пришлось докупать топливо в аптеках, где оно в те времена традиционно продавалось как лекарство и как чистящее средство. Мало того, пришлось чинить тормоз, а на крутых подъемах машина не справлялась, приходилось толкать ее в горку. Так что предприятие действительно было отчаянным, но завершилось полным триумфом. Изобретение мужа получило огромное паблисити. Автопробег Берты решил судьбу и автомобиля и мужа. В средствах с тех пор особого недостатка не было…
Подсказала Берта Карлу и крайне важное решение – оборудовать автомобиль коробкой передач, чтобы одолевал подъемы.
Почему-то машина лучше продавалась во Франции и там же приняла участие в первых в истории автогонках на маршруте Париж-Руан.
И всё же слово бензин не имеет никакого отношения к супругам Бенцам, несмотря даже на то, что их фамилия пишется латиницей: Benz, и в сознании немцев между этим именем и горючей жидкостью, возможно, и образовалась некая ассоциативная связь.
Тем, кому надоели лингвистика и ассоциативные связи, и кто соскучился по химии и связям межатомным – посмотрите, сколько всяких загадок окружает бензин-бензол! Даже ученые до конца не могут согласиться, как он устроен, и некоторые объяснения его небанального поведения до сих пор именуются гипотезами. Например, гипотеза Лайнуса Полинга, который предположил, что сила бензола – в электронном облаке, которое охватывает все шесть атомов углерода. Полинг даже предложил изображать бензол в виде шестиугольника с вписанной окружностью. В результате бензол ведет себя не так, как другие соединения того же класса – ненасыщенные углеводороды. То есть при каких-то условиях он похож на насыщенные, которые по своей ленивой природе (цепочка замкнута, трудно присоединять и быть присоединенным), от пресыщенности, не желают вступать в реакции замещения. А вот бензол не потерял вкуса к активной жизни.
Но вообще его строение стало большим сюрпризом для химиков, когда выяснилось, что шесть "вставших в круг" по периметру атомов углевода присоединили к себе столько же атомов водорода. А что же происходит с остальными электронами – ведь помните, у углерода их четыре! Они что так и болтаются, что ли? Разумеется, нет. Углеродные атомы соединились не одним, как можно было ожидать, а несколькими электронами. Вот от этого и получается то самое загадочное электронное облако! Чтобы объяснить эту необычную структуру, к каким метафорам только ни прибегали. Например, шесть обезьян, ухвативших друг друга за хвосты. Или проглотившая свой хвост змея. А помешанные на этно-культурной мистике готовы были увидать в этой структуре чуть ли не прообраз Звезды Давида! (Хотя шестиугольные звезды вообще-то во многих древних культурах встречаются.)
А вообще – неисповедимы пути Господни. Ну, или природы, или кто там всем командует. Зачем, почему и как такая штуковина, такое чудо из чудес, создалась? Или родилась? И было ли время когда ее не было на свете? И, кстати, как насчет углерода? Всегда ли он существовал или у него тоже есть дата рождения? Но тогда из чего и почему он родился?
Так или иначе, но бензол ведет себя довольно агрессивно. В том числе и попадая в человеческий организм. Он начинает там активничать, видоизменяться и видоизменять. Как прямо некая зловредная бактерия или вирус. И вызывает чудовищную кучу всяких неприятностей – даром, что пахнет приятно, дурманит слегка…
Бензол что-то нехорошее проделывает в печени, копается в почках, поражает легкие, сердце, мозг. Особенно сильно его воздействие на спинной мозг – отсюда его ассоциация с анемией, лейкемией и другими болезнями крови. Он даже способен вмешаться в структуру человеческой ДНК, круша хромосомы, вызывая странные мутации.
При длительном регулярном контакте, пусть даже с малыми дозами, можно заработать много различных форм рака, в том числе редкого – например, повышенная подверженность всяким таким хитрым и страшным болезням была отмечена среди водителей грузовиков, перевозивших бензол.
В общем, вполне сравнимо с эффектом радиации.
Ну а если получить большую дозу разом, то симптомы таковы: тошнота, головокружение, потеря сознание. И смерть – фатальная доза, впрочем, очень индивидуальна.
И вот представьте себе: еще в начале ХХ века бензол широко применялся как афтершейв. А что – и дезинфицирует, и запах приятный, и лицо после скобления бритвой приятно холодит…
Кроме того, он широко использовался как промышленный растворитель, гениально выгонял кофеин из зерен (первые опыты с производством кофе "декафеинейтед"). Говорят, добавлял к аромату кофе некий очень тонкий оттенок…