Органическая геохимия

редактировать

Органическая геохимия - это исследование воздействий и процессов, которые организмы оказали на Землю. В основном это касается состава и способа происхождения органического вещества в горных породах и в водоемах. Изучение органической геохимии восходит к работам Альфреда Э. Трейбса, «отца органической геохимии». Трейбс первым выделил металлопорфирины из нефти. Это открытие установило биологическое происхождение нефти, которое ранее было плохо изучено. Металлопорфирины в целом представляют собой высокостабильные органические соединения, и подробные структуры извлеченных производных ясно показывают, что они произошли от хлорофилла.

Содержание
  • 1 Приложения
    • 1.1 Энергетика
      • 1.1.1 Нефть
      • 1.1.2 Уголь
    • 1.2 Окружающая среда
  • 2 Дополнительная литература
  • 3 Ссылки
Области применения

Энергия

Нефть

Взаимосвязь между присутствием органических соединений в осадочных отложениях и месторождениях нефти уже давно вызывает интерес. Изучение древних отложений и горных пород позволяет понять происхождение и источники нефти и нефти, а также биохимические предшественники жизни. В частности, разливы нефти представляют интерес для геохимиков в связи с воздействием нефти и нефти на текущую геологическую среду. После разлива нефти Exxon Valdez знания в области органической геохимии по химии разливов нефти расширились благодаря анализу проб из разлива.

Геохимики изучают нефтяные включения в геологических образцах, чтобы сравнить современные флюидные включения в датированных образцах. Этот анализ дает представление о возрасте образцов нефти и окружающей породы. Спектрографические, оптические, деструктивные и неразрушающие методы используются для анализа образцов с помощью масс-спектрометрии или рамановской спектроскопии. Обнаруженные различия в образцах, такие как соотношение нефти и газа или вязкость, обычно связаны с источником породы в образце. Другие обычно отмечаемые характеристики - это характеристики давления / объема / температуры, текстура образца и состав образца. Сложности в анализе возникают, когда материнская порода находится рядом с источником воды или в нем.

Диаграмма углеродного цикла Размещение углерода-13 в изотопной диаграмме, где N - количество нейтронов, а Z - атомный номер

Нефть также изучается с помощью изотопного анализа углерода. Изотопы углерода дают представление о углеродном цикле Земли и геологических процессах. Геохимики могут определить состав нефтяных отложений, исследуя соотношение изотопов углерода и сравнивая это соотношение с известными значениями для структур на основе углерода, из которых может состоять нефть.

Уголь

Огромный знания об угле были получены с момента его использования в качестве источника энергии. Однако современные геохимики все еще изучают, как растительный материал превращается в уголь. Они определили, что углефикации являются результатом избирательной деградации растительного сырья, в то время как другой растительный материал сохраняется. Макромолекулы угля обычно состоят из этих устойчивых к разложению биополимеров, содержащихся в водорослях, спорах и древесине. Геохимики раскрыли тайны образования угля, сравнив свойства биополимеров со свойствами, обнаруженными в существующих макромолекулах угля. Аналитические методы углеродного ЯМР и газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС) в сочетании с мгновенным пиролизом значительно расширили способность геохимиков-органических химиков анализировать мельчайшие структурные единицы угля.

Пример диаграммы и анализа изохронного датирования

Дальнейшие знания о возрасте угольных отложений были получены с помощью изохронного датирования урана в углефицированных образцах. Изучение соотношения родительских и дочерних изотопов урана привело к датированию выбранных образцов поздним меловым периодом.

Окружающая среда

Современная органическая геохимия включает исследования недавних отложений чтобы понять углеродный цикл, изменение климата и океанические процессы. В связи с нефтяными исследованиями геохимики, специализирующиеся на нефти, также изучают влияние нефти на геологическую среду. Геохимия также исследует другие загрязнители в геологических системах, такие как метаболиты, образовавшиеся в результате разложения углеводородов. Аналитические методы органической геохимии, такие как ГХ-МС, позволяют химикам определять сложное влияние органических метаболитов и продуктов жизнедеятельности человека на геологическую среду. Особую озабоченность вызывают загрязнители антропогенного происхождения, возникающие в результате сельскохозяйственных работ. Использование навоза в сочетании с общими бытовыми отходами и удалением сточных вод изменило многие физические свойства сельскохозяйственных земель и окружающих почв.

Органическая геохимия также имеет отношение к водной среде. Загрязняющие вещества, их метаболиты и то, как они попадают в водоемы, имеют особое значение в этой области. Это органическое вещество также может быть получено в результате геологических процессов в водоемах или около них, аналогичным образом влияя на близлежащие формы жизни и производство белка. Флуоресцентная спектроскопия была представлена ​​как метод исследования органических веществ в водоемах, поскольку растворенные органические вещества обычно флуоресцентны.

Файл: Aerosol Movement.ogv Игровые среды Ветер рассеивает огромное количество пыли (красный), морской соли (синий), сульфатов (белый) и черный и органический углерод (зеленый) по всему миру.

Изучение органической геохимии распространяется также на атмосферу. В частности, геохимики в этой области изучают состав нерастворимого материала в нижних слоях атмосферы. Они определили определенные последствия органических аэрозолей, включая физиологическую токсичность, прямое и косвенное воздействие климата, смог, закисление дождя и включение в естественный углеродный цикл.

Дополнительная литература
Ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-01 14:33:17
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте