[에너지학개론] 제2강. 석유의 형성

지구의 내부에 풍부하게 존재하고 있는 금속탄화물이 물의 침투작용을 받아 지각 내부의 고온, 고압 조건에서 가스 상태로 반응하여 액체상태의 탄화수소로 변화했다는 것이 무기 기원설이다. 이 가설에 의하면 석유의 원료는 지구 중심부에서 공급되며 유사한 실험조건에서 석유와 유사한 탄화수소가 생성되는 것이 증명되어 한때 석유 형성의 대표적인 이론으로 인식이 되어왔으나 지구 중심부에서 공급되는 금속탄화물의 유래와 양에 대한 합리적 근거가 제시되지 못하면서 이 이론에 대한 신뢰는 낮아졌다.

약 5억 년 전 지구 표면이 물로 뒤덮여 있는 시기에 물에서 성장한 다량의 다양한 어류, 원생동물, 갑각류 등이 대규모 지각변동으로 인해 사멸되면서 모래 성분의 퇴적물과 섞여서 퇴적되었고, 많은 양의 생물 사체들이 공기와 접촉을 할 수 없는 상태에서 퇴적물 내 유기물과 금속화합물의 촉매작용과 특수 박테리아의 작용, 지층의 온도 및 압력으로 인해 장기간을 통하여 탄화수소로 변성되었다는 것이 유기 기원설이다.

현재 석유가 발견되는 곳이 과거 얕은 바다나 호수 밑의 퇴적암이라는 점과 석유 성분 속에 질소, 황 등 유기물 내에 함유된 단백질 분해 시에 발생하는 불순물이 함유된 것 등으로 볼 때 유기 기원설은 석유의 형성을 설명할 수 있는 상당한 설득력을 지니고 있는 이론이다. 이렇게 석유는 유기물의 사체가 오랜 세월에 걸쳐 열과 압력의 영향을 받으면서 만들어진다는 것이 과학계의 통설이지만 과학자들은 아직도 석유가 어떻게 생성되며 그 과정이 얼마나 오래 걸리는지, 지구의 석유 매장량이 얼마나 되는지를 정확히 알지 못하는 것, 또한 사실이다.

그러나 우리가 현재 석유 형성에 관해 설명할 수 있는 대표적인 이론인 유기 기원설에 따르면 죽은 유기물이 바다나 강바닥, 또는 습지에 쌓여 진흙, 먼지 등과 섞이고 오랜 세월에 걸쳐 그 위에 침전물이 쌓이면서 그 과정에서 발생하는 열과 압력으로 유기물층의 성분이 변해 끈적끈적한 점성의 탄화수소 화합물이 된다. 이러한 탄화수소 화합물은 자연상태에서 탄소와 수소 원자로만 구성된 더 작고 가벼운 화합물로 분해되는데 이 물질이 액체가 되느냐, 기체가 되느냐에 따라 각각 석유와 천연가스가 된다는 것이다. 이 과정이 얼마나 걸리는 지는 정확히 밝혀지지 않았으나 학자들은 대략 수십만 년 정도일 것으로 보고 있다.