Una delle credenze più diffuse sui combustibili fossili – petrolio, gas naturale e carbone – è che queste sostanze sono nate come dinosauri. C’è persino una compagnia petrolifera, la Sinclair, che usa un Apatosaurus come icona. Questa storia dell’origine dei dinosauri è, tuttavia, un mito. Ciò che è vero: questi combustibili hanno avuto il loro inizio molto, molto tempo fa – in un tempo in cui quelle “lucertole terribili” camminavano ancora sulla Terra.
I combustibili fossili immagazzinano energia nei legami tra gli atomi che compongono le loro molecole. La combustione dei combustibili rompe questi legami. Questo libera l’energia che originariamente proveniva dal sole. Le piante verdi avevano rinchiuso quell’energia solare nelle loro foglie usando la fotosintesi, milioni di anni fa. Gli animali hanno mangiato alcune di queste piante, spostando l’energia su per la rete alimentare. Altre piante sono semplicemente morte e decadute.
Tutti questi organismi, quando muoiono, possono essere trasformati in combustibili fossili, nota Azra Tutuncu. È una geologa e ingegnere petrolifero alla Colorado School of Mines di Golden. Ma ci vogliono le condizioni giuste, compreso un ambiente privo di ossigeno (anossico). E tempo. Un sacco di tempo.
Il carbone che bruciamo oggi ha avuto il suo inizio circa 300 milioni di anni fa. A quel tempo, i dinosauri vagavano sulla Terra. Ma non sono stati incorporati nel carbone. Invece, le piante nelle torbiere e nelle paludi morivano. Mentre questo verde affondava sul fondo di quelle aree umide, si decomponeva parzialmente e si trasformava in torba. Quelle zone umide si asciugarono. Altri materiali si sono poi depositati e hanno coperto la torba. Con il calore, la pressione e il tempo, la torba si è trasformata in carbone. Per estrarre il carbone, la gente ora deve scavare in profondità nella terra.
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Il petrolio – petrolio e gas naturale – deriva da un processo iniziato in antichi mari. Piccoli organismi chiamati plancton vivevano, morivano e affondavano sul fondo di quegli oceani. Quando i detriti si depositarono nell’acqua, coprirono il plancton morto. I microbi si cibarono di alcuni dei morti. Le reazioni chimiche trasformarono ulteriormente questi materiali sepolti. Alla fine, si formarono due sostanze: cherogene ceroso e un catrame nero chiamato bitume (uno degli ingredienti del petrolio).
Il cherogene può subire ulteriori cambiamenti. Man mano che i detriti lo seppelliscono sempre più in profondità, la sostanza chimica diventa sempre più calda e sottoposta a maggiore pressione. Se le condizioni diventano giuste, il kerogene si trasforma negli idrocarburi (molecole formate da idrogeno e carbonio) che conosciamo come petrolio greggio. Se le temperature diventano ancora più calde, il kerogene diventa gli idrocarburi ancora più piccoli che conosciamo come gas naturale.
Gli idrocarburi del petrolio e del gas sono meno densi della roccia e dell’acqua della crosta terrestre. Questo li spinge a migrare verso l’alto, almeno fino a quando non vengono intrappolati da qualche strato di terra che non possono superare. Quando ciò accade, si accumulano gradualmente. Questo forma un serbatoio di loro. E vi rimarranno fino a quando la gente non trivellerà per liberarli.
Quanto ce n’è?
Non c’è modo di sapere quanto carbone, petrolio e gas naturale giacciono sepolti nella Terra. Anche mettere un numero su questa quantità non sarebbe molto utile. Alcuni di questi combustibili fossili saranno semplicemente in luoghi da cui la gente non può estrarli in modo sicuro o conveniente.
E anche questo può cambiare nel tempo, nota Tutuncu.
Circa 20 anni fa, dice, gli scienziati sapevano dove potevano trovare quelle che chiamano “risorse non convenzionali”. Si trattava di accumuli di petrolio e gas che non potevano essere ottenuti con le tecniche di perforazione tradizionali. Ma poi le aziende hanno scoperto modi nuovi e meno costosi per estrarre queste risorse.
Uno di questi metodi è la fratturazione idraulica. Meglio conosciuto come fracking, è quando i perforatori iniettano una miscela di acqua, sabbia e sostanze chimiche in profondità nel terreno per far uscire il petrolio e il gas. In un prossimo futuro, dice Tutuncu, “non credo che finiremo. È solo una questione di miglioramenti nella tecnologia.”
La combustione di combustibili fossili crea anidride carbonica e altri gas serra. Questi possono contribuire al cambiamento climatico e al riscaldamento globale. Per questo motivo, molti scienziati hanno avvertito che la gente dovrebbe smettere di usare i combustibili fossili. Le alternative, come l’energia eolica e solare, non producono gas a effetto serra.
Peraltro, rinunciare completamente ai combustibili fossili non sarà facile, almeno nel prossimo futuro, dice Tutuncu. Queste sostanze sono usate per qualcosa di più che produrre energia. La plastica e molti altri prodotti includono combustibili fossili nelle loro ricette. Gli scienziati e gli ingegneri dovranno trovare dei sostituti ecologici per tutti questi prodotti se la società sceglie di liberarsi dalla sua attuale dipendenza dai combustibili fossili.