En av de mest utbredda föreställningarna om fossila bränslen – olja, naturgas och kol – är att dessa ämnen började som dinosaurier. Det finns till och med ett oljebolag, Sinclair, som använder en apatosaurus som sin ikon. Denna berättelse om dinoens ursprung är dock en myt. Vad som är sant är att dessa bränslen fick sin början för länge, länge sedan – vid en tidpunkt då dessa ”fruktansvärda ödlor” fortfarande vandrade på jorden.
Fossila bränslen lagrar energi i bindningarna mellan de atomer som utgör deras molekyler. Förbränning av bränslena bryter sönder dessa bindningar. Därmed frigörs den energi som ursprungligen kom från solen. Gröna växter hade låst in denna solenergi i sina blad med hjälp av fotosyntesen för miljontals år sedan. Djur åt en del av dessa växter och förde energin vidare uppåt i näringsväven. Andra växter dog bara och ruttnade.
När alla dessa organismer dör kan de omvandlas till fossila bränslen, konstaterar Azra Tutuncu. Hon är geovetare och petroleumingenjör vid Colorado School of Mines i Golden. Men det krävs rätt förutsättningar, bland annat en syrefri (anoxisk) miljö. Och tid. En hel del tid.
Det kol som vi bränner i dag fick sin början för cirka 300 miljoner år sedan. På den tiden strövade dinosaurier omkring på jorden. Men de blev inte införlivade i kolet. Istället dog växter i mossar och träsk. När denna grönska sjönk ner till botten av dessa våta områden ruttnade den delvis och förvandlades till torv. Våtmarkerna torkade ut. Andra material satte sig sedan ner och täckte torven. Med hjälp av värme, tryck och tid omvandlades torven till kol. För att utvinna kol måste människor nu gräva djupt ner i jorden.
Lärare och föräldrar, anmäl er till Fuskbladet
Veckavisa uppdateringar som hjälper er att använda Science News for Students i inlärningsmiljön
Petroleum – olja och naturgas – kommer från en process som startade i gamla hav. Små organismer som kallas plankton levde, dog och sjönk till botten av dessa hav. När skräp sedimenterade ner genom vattnet täckte det de döda planktonerna. Mikroberna åt en del av de döda planktonerna. Kemiska reaktioner omvandlade dessa begravda material ytterligare. Så småningom bildades två ämnen: vaxartad kerogen och en svart tjära som kallas bitumen (en av ingredienserna i petroleum).
Kerogenen kan genomgå ytterligare förändringar. När spillrorna begraver den djupare och djupare blir kemikalien allt hetare och utsätts för ett större tryck. Om förhållandena blir precis rätt omvandlas kerogenen till de kolväten (molekyler som bildas av väte och kol) som vi känner till som råolja. Om temperaturen blir ännu varmare blir kerogen till de ännu mindre kolväten som vi känner till som naturgas.
Kolvätena i olja och gas är mindre täta än berget och vattnet i jordskorpan. Det får dem att vandra uppåt, åtminstone tills de fastnar i något jordlager som de inte kan förflytta sig förbi. När det sker byggs de gradvis upp. Detta bildar en reservoar av dem. Och de stannar i den tills människor borrar ner för att frigöra dem.
Hur mycket finns det?
Det finns inget sätt att veta hur mycket kol, olja och naturgas som ligger begravda i jorden. Att ens sätta en siffra på den mängden skulle inte vara särskilt användbart. En del av dessa fossila bränslen kommer helt enkelt att finnas på platser där människor inte kan utvinna dem på ett säkert sätt eller till ett rimligt pris.
Och till och med detta kan förändras med tiden, påpekar Tutuncu.
För ungefär 20 år sedan, säger hon, visste forskarna var de kunde hitta det som de kallar ”okonventionella resurser”. Det rörde sig om ansamlingar av olja och gas som man inte kunde få fram med traditionell borrningsteknik. Men sedan kom företagen på nya och mindre kostsamma sätt att ta fram dessa resurser.
En av dessa metoder är hydraulisk spräckning. Bättre känd som fracking är det när borrare sprutar in en blandning av vatten, sand och kemikalier djupt ner i marken för att tvinga ut oljan och gasen. Inom en överskådlig framtid, säger Tutuncu, ”tror jag inte att vi kommer att få slut på . Det är bara en fråga om förbättringar av tekniken.”
Förbränningen av fossila bränslen skapar koldioxid och andra växthusgaser. Dessa kan bidra till klimatförändringar och global uppvärmning. Därför har många forskare varnat för att människor bör sluta använda fossila bränslen. Alternativ, som vind- och solkraft, producerar inte växthusgaser.
Att ge upp fossila bränslen helt och hållet kommer dock inte att vara lätt, åtminstone inte inom den närmaste framtiden, säger Tutuncu. Dessa ämnen används för mer än bara för att producera energi. Plast och många andra produkter innehåller fossila bränslen i sina recept. Forskare och ingenjörer måste komma på miljövänliga ersättningar för alla dessa produkter om samhället väljer att avvänja sig från sitt nuvarande beroende av fossila bränslen.