“Kasvun rajat”, Rooman klubin ohjelmaraportti vuodelta 1972, ennusti, että öljy- ja kaasuvarannot loppuisivat 2000-luvun puoliväliin mennessä. Monet hyvämaineiset asiantuntijat olettavat nykyäänkin, että energiakriisi syntyy vuoteen 2050 mennessä. Tällaisten ennusteiden tieteellinen arvo on kyseenalainen. Jo pelkästään siksi, että hiilivetyjen muodostumista koskevien kahden perustavanlaatuisesti erilaisen teorian välistä kiistaa ei ole vielä ratkaistu.
Osa tieteestä uskoo, että öljy ja maakaasu ovat syntyneet kasvi- ja eläinjäännösten lämpöhajoamisesta korkeassa paineessa maankuoren sedimenttikivissä, kirjoittaa Wladimir Litwinenko.
Toiset taas olettavat, että öljy ja kaasu muodostuivat epäorgaanisista (biologisessa, ei kemiallisessa mielessä) aineista maan vaipassa – eli paljon syvemmällä – ja tulivat vasta myöhemmin maankuoressa olevien murtumien ja halkeamien kautta tarpeeksi lähelle pintaa, jotta niitä voitiin louhia nykyisellä huipputekniikalla.
1900-luvun loppupuolella teoria hiilivetyjen abiogeenisesta (tarkempi termi kuin “epäorgaanisesta”) muodostumisesta syrjäytyi tieteestä ilman riittävää syytä. Tilanne muistuttaa ehkä geneetikkojen vainoa Neuvostoliitossa 1930- ja 1960-luvuilla: rationaaliset tieteelliset keskustelut väistyivät dogmatismin tieltä. Ehkäpä juuri Rooman klubi tarvitsi – ja sai – apokalyptisen ennusteen energiavaroista perustellakseen maailman väestön vähentämispolitiikkaansa. Nykyiset edistysaskeleet syvien porausten tutkimuksessa ovat palauttamassa abiogeenisen teorian auktoriteettia, mutta siitä lisää myöhemmin.
Ensimmäisen askeleen kohti öljynmuodostusprosessien ymmärtämistä otti luultavasti venäläinen Mihail Vasiljevitš Lomonosov, kun hän kirjoitti teoksessaan “Maapallon kerroksista” (1763) maan sisimmässä olevasta “tulisesta ytimestä”, jonka vaikutuksesta tapahtuu tulivuorenpurkauksia. Hän kirjoitti myös:
Hän kirjoitti: “On jotain hienoa tunkeutua mielen avulla maan syvyyksiin, jonne luonto kieltää käden ja silmän pääsyn.”
Nyt on todistettu, että maapallon ylempi vaippa on maankuoren, hydrosfäärin ja ilmakehän kaikkien aineiden päätoimittaja – sekä koko maankuoren ja litosfäärin geodynaamisten jännitysten voimakas aiheuttaja. Tutkijat ovat myös vahvistaneet, että Maan ydin luovuttaa paljon enemmän lämpöä kuin aiemmin on uskottu.
Tämän vuoksi nykyisiä näkemyksiä mineraalien muodostumisesta on tarkistettava ja harkittava uudelleen. Tämä pätee erityisesti hiilivetyjen alkuperää, muodostumisolosuhteita ja jakautumistapoja koskeviin kysymyksiin. Biogeenista teoriaa voidaan kuitenkin edelleen pitää tieteellisenä valtavirtana – jonka sanelemana öljy- ja kaasuyhtiöille kirjaimellisesti tyrkytetään perinteisiä malleja uusien kenttien etsimiseksi. Tätä stereotypiaa ei ole vielä voitettu, vaikka on löydetty teollisesti hyödynnettäviä syviä öljykenttiä, jotka ovat ainutlaatuisia varantojensa ja tuotantomääränsä suhteen (200-800 tonnia päivässä verrattuna 9-14 tonniin päivässä perinteisillä kentillä).
Tämän tosiasian olisi itse asiassa pitänyt herättää henkiin tieteellinen keskustelu biogeenisten ja abiogeenisten teorioiden kannattajien välillä, mutta näin ei kuitenkaan tapahdu: sen sijaan molemmat virtaukset kehittyvät toisistaan riippumatta.
Huolimatta sen perustavanlaatuisesta merkityksestä ihmiskunnalle tämä aihe on kadonnut tieteellisestä kiinnostuksesta: alan kokeellisen tutkimuksen tuloksista ei selvästikään keskustella riittävästi. Valitettavasti emme edelleenkään pysty tunkeutumaan syvyyksiin, joissa valtava “tulinen ydin” muodostuu, emmekä voi täysin todistaa mitään hypoteeseista. Kaikki nykyiset öljynmuodostusta käsittelevät tieteelliset teokset, jopa merkittävimmätkin, vastaavat vain yksittäisiin kysymyksiin eivätkä johda lopputulokseen: täydelliseen tieteelliseen kuvaukseen maankuoren tärkeimpien geotektonisten elementtien monimutkaisesta muodostumisprosessista ja siihen liittyvistä syvistä murtumista, jotka ulottuvat maan ylempään vaippaan (astenosfääriin).
Kaikki maailman öljyä ja kaasua tuottavat maat ovat kuitenkin huolissaan öljyn ja kaasun alkuperästä sekä niiden muodostumismallien ja teollisesti hyödynnettävissä olevien varantojen sijainnin määrittämisestä. Tärkeimmät teoreettiset kehitystyöt tehtiin 1900-luvun lopulla yhdysvaltalaisten, ranskalaisten, romanialaisten ja italialaisten tutkijoiden toimesta. Tärkein pitkän aikavälin tutkimuskeskus, jossa tutkittiin geologisen etsinnän tieteen ja käytännön välistä yhteyttä, oli kuitenkin luultavasti Neuvostoliitto.
Neuvostoliittolaiset tutkijat – erityisesti tiedeakatemian eri laitosten henkilökunta, Neuvostoliiton geologian ministeriö ja monet yliopistotutkijat, mukaan lukien Pietarin kaivosyliopiston edustajat – todistivat hypoteesin öljyn ja kaasun mineraalisynteesistä astenosfäärissä. Kyse on 50-100 kilometrin syvyydestä. Nämä tulokset on saatu kolmella pääalueella: öljy- ja kaasugeologia (Grigori Nasarowitsch Dolenko), geokemia (Iona Volkowitsch Grinberg) ja termobarogeokemia, jota sovelletaan litosfäärin eri syviin kerroksiin (Emmanuil Bogdanowitsch Tschekaljuk).
Matemaattisen mallintamisen, teoreettisten, kokeellisten ja fysikaalisten tutkimustulosten avulla on osoitettu kolme tärkeää seikkaa. Tässä yhteydessä emme voi luopua tieteellisestä jargonista.
Ensinnäkin astenosfäärin luonnonöljyn koostumus, joka koostuu useista komponenteista, on termodynaamisessa tasapainossa. Sedimenttikivissä, joissa vallitsevat alhaisemmat paineet ja lämpötilat, tämä tasapaino puuttuu.
Toiseksi: öljyn ja kaasun kulkeutuminen maan pinnalle (maan vaipasta peräisin olevista lähteistä) voidaan hyvin selittää kiinteän aineen fysiikan laeilla korkeissa lämpötiloissa ja erittäin korkeissa paineissa sekä kaasu-öljyseosten suodattumisen laeilla murtuneissa ja huokoisissa väliaineissa.
Kolmanneksi öljy- ja kaasuvarastojen muodostuminen sedimenttikivikomplekseissa edellyttää useiden suotuisten olosuhteiden yhdistelmää: rakenteellis-tektonisten (esim. sellaisten poimujen tai murtumien esiintyminen, joihin hiilivedyt voivat pidättyä) ja litologis-faasisten (kiviaineksen koostumuksen on mahdollistettava hiilivetyjen läpäisevyys syvyydestä syntyvään varastoon).
Syntyprosessi liittyy geotektoniseen kehitykseen vuoristoa edeltävillä ja vuoriston sisäisillä geosynkliinisillä alueilla, jotka rajoittuvat edellä mainittuihin geosynkliinisiin alustan rinteisiin ja alustan sisäisiin riftogeenisiin laaksoihin, jotka myös muodostuvat geosynkliinisen tyypin mukaan.
Venäläisten tutkijoiden johtopäätökset vahvistettiin Kuolan niemimaalla tehdyillä supersyvillä kairauksilla (joita tehtiin 1970-luvulta vuoteen 1991). Tulokset esitellään tieteellisessä monografiassa, jonka on kirjoittanut Jevgeni Aleksandrovits Koslovski, Neuvostoliiton geologian ministeri vuosina 1975-1989.
Siinä abioottinen hypoteesi käytännössä vahvistettiin ja luotiin kattava malli öljyn ja kaasun alkuperästä, siirtymisestä ja kertymisestä maankuoreen. Tästä mallista seuraa loogisesti järkevä järjestelmä maankuoren geologista luokittelua varten, joka perustuu maankuoren rakenneosiin – jako vyöhykkeisiin, jotka koostumuksestaan riippuen sisältävät enemmän tai vähemmän todennäköisesti öljyä ja maakaasua.
Toisin sanoen tiede antoi meille perusteltuja vastauksia tärkeimpään kysymykseen: mistä ja kuinka syvälle näitä mineraalivaroja kannattaa porata?
Kun ensin Neuvostoliitossa ja sitten Venäjällä siirryttiin kattavasti markkinatalouteen, kuten tiedämme, etusijalla ei ollut tieteellisten ongelmien ratkaiseminen, ei edes kaikkein tärkeimpien ongelmien ratkaiseminen, vaan lyhyen aikavälin hyötyjen saavuttaminen. Neuvostoliiton geologian ministeriö ei resurssipulan vuoksi onnistunut myöskään muuttamaan näitä viimeisimpiä öljyn ja kaasun alkuperää koskevia oivalluksia käyttökelpoiseksi malliksi geologista etsintää ja tuotantoa harjoittaville yrityksille. Lisäksi nämä tiedot eivät vieläkään näkyneet riittävästi tieteellisessä kirjallisuudessa, ja primaaritutkimukset olivat käytännössä kadonneet – osittain siksi, että nämä tutkimukset olivat neuvostoaikana suljettuja. Sittemmin näitä tutkimuksia tehneet tieteelliset laitokset ovat lakkauttaneet toimintansa tai muuttaneet profiiliaan. Jäljellä on vain muutama teoreettisen tutkimuksen keskus, eikä geologisilla kohteilla enää tehdä todellisia kokeita.
Kaikki ei kuitenkaan ole vielä menetetty: jäljelle jää korvaamaton tutkimuskohde – ydinnäytemateriaali Kuolan supersyvästä kairauksesta. Nykyaikaisempien instrumenttien ja kehittyneiden tutkimusmenetelmien ansiosta näiden näytteiden tutkiminen voi tuottaa hyvin mielenkiintoisia uusia oivalluksia.
Pietarin kaivosyliopistossa, joka on nimetty tsaaritar Katariina II:n mukaan, kehitettiin sekä orgaanisia (Ivan Mihailovitš Gubkin) että epäorgaanisia (Nikolai Aleksandrovitsh Kudrjavtsev) hypoteeseja hiilivetyjen muodostumisesta. Yliopiston tiedemiesten innovatiivinen työ vaikutti merkittävästi termin “venäläinen öljy- ja maakaasututkimuksen koulukunta” syntymiseen maailman tieteessä. Nykyään tämä maan vanhin tekninen yliopisto on jatkanut hiilivetyjen muodostumisen tutkimusta. Teoreettinen tutkimus on yhdistetty käytännön kokeeseen – kahteen supersyvään kairaukseen 9 000 metrin syvyyteen (jopa 3 000 metriä Devonian kivien alapuolelle) Venäjän alustan koillisosassa, jossa on syviä murtumia. Tätä Venäjän talouden kannalta erittäin tärkeää kokeilua tuki presidentti Vladimir Vladimirovitsh Putin. Venäjän hallitus hyväksyi hankkeen Venäjän tiedeakatemian raportin perusteella. Jopa 90 prosenttia rahoituksesta tulee Pietarin kaivosyliopiston budjetin ulkopuolisista varoista.
Osana kokeilua tehdään useita tieteellisiä tutkimuksia, myös perustutkimusta, jotta voidaan määrittää tärkeimmät parametrit ja mallit, jotka koskevat maapallon termodynaamisten prosessien vaikutusta öljy- ja kaasukenttien muodostumiseen.
Tutkimustulosten perusteella kehitetään syvien hiilivetyesiintymien ennustamista, etsintää ja hyödyntämistä varten menetelmä, jota sovelletaan pääasiassa alueilla, joilla on perinteistä öljyntuotantoa, mutta myös muualla. Hanke on strategisesti tärkeä Venäjän energia-alan ja öljy- ja kaasuteollisuuden resurssipohjan palauttamisen kannalta.
Tutkimuksen koordinointia varten yliopistoon perustetaan kansallinen syvän geologian keskus. Suunnitelmissa on, että lukuisat erikoistuneet tieteelliset laitokset ja öljy-yhtiöt osallistuvat tämän kiinnostavan alueen kehittämiseen.