[論文レビュー] Enhanced Prognosis for Abiotic Natural Gas and Petroleum Resources

J. Marvin Herndon|arXiv (Cornell University)|Mar 26, 2006

Hydrocarbon exploration and reservoir analysis参考文献 19被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、地球の形成を木星に似たガス惑星として再評価し、非生物的天然ガスおよび石油資源の理解を深めるモデルを提案する。全地球的圧縮解放と熱波動（thermal-tsunami）プロセスを通じて、核形成とマントルダイナミクスを再解釈することで、深部地球における炭化水素生成の予測可能性が向上し、高圧・高温度下での非生物的メタンの地殻下部に蓄積される可能性が示唆される。

ABSTRACT

The prognosis for potential resources of abiotic natural gas and petroleum depends critically upon the nature and circumstances of Earth formation. Until recently, that prognosis has been considered solely within the framework of the so-called "standard model of solar system formation", which is incorrect and leads to the contradiction of terrestrial planets having insufficiently massive cores. By contrast, that prognosis is considerably enhanced (i) by the new vision I have disclosed of Earth formation as a Jupiter-like gas giant; (ii) by core formation contemporaneous with raining out from within a giant gaseous protoplanet rather than through subsequent whole-Earth re-melting after loss of gases; (iii) by the consequences of whole-Earth decompression dynamics, which obviates the unfounded assumption of mantle convection, and; (iv) by the process of mantle decompression thermal-tsunami. The latter, in addition to accounting for much of the heat leaving the Earth's surface, for the geothermal gradient observed in the crust, for substantial volcanism, and possibly for earthquake generation as well, also might enhance the prognosis for future abiotic energy supplies by pressurizing and heating the base of the crust, a potential collection point for abiotic mantle methane or other mantle-derived carbon-containing matter.

研究の動機と目的

• 太陽系形成の標準モデルが陸上惑星の核質量を説明できないことへの挑戦。
• 地球がガス惑星として形成され、大気を失ったという仮説を通じて、惑星核形成における矛盾を解消すること。
• マントル対流に代わる圧縮解放ダイナミクスを用いて、地温勾配、火山活動、地震活動を説明すること。
• マントル圧縮解放熱波動プロセスが、非生物的炭化水素生成に適した環境を創出できることを提唱すること。
• 地殻下部をマントル由来炭素化合物の潜在的貯留層として特定することで、非生物的エネルギー供給の将来の可能性を高めること。

提案手法

• 地球が巨大な核を持つ木星に似たガス惑星として始まったという新しい地球形成モデルを提唱する。
• ガス喪失後の全地球的再溶融という標準モデルの仮定に代わり、巨大な原始惑星からの大気降着（雨状沈降）段階で核形成が起こったと再解釈する。
• マントル対流の必要性を排除するため、地温勾配と熱流を説明する全地球的圧縮解放ダイナミクスを導入する。
• マントル圧縮解放熱波動を動的プロセスとしてモデル化し、下部マントルを加熱・圧縮する。
• この動的枠組みを用いて、火山活動や地震発生の可能性を含む観測された地球物理学的現象を説明する。
• 地殻・マントル境界での高圧・高温度条件を基に、非生物的メタン合成に適した環境を予測する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 地球の形成をガス惑星として再解釈することで、非生物的天然ガスおよび石油資源の予測可能性がどのように向上するか？
• RQ2 マントル対流に依存しないで、地温勾配と熱流を説明するメカニズムは何か？
• RQ3 圧縮解放ダイナミクスと熱波動波が、観測された火山活動や地震活動を説明できるか？
• RQ4 地殻下部は、非生物的炭化水素の蓄積において果たす役割は何か？
• RQ5 マントル対流が存在しない場合、深部地球炭化水素の生成と移動にどのような影響を与えるか？

主な発見

• 地球がガス惑星として形成されたという再評価モデルは、標準モデル下で陸上惑星の核が不十分に重いという矛盾を解消する。
• 核形成は、ガス喪失後の再溶融ではなく、巨大原始惑星からの大気降着段階で起こったと再解釈される。
• 全地球的圧縮解放ダイナミクスは、マントル対流を必要とせず、地温勾配と熱流を説明できる。
• マントル圧縮解放熱波動プロセスは、地殻下部で非生物的炭化水素生成に適した十分な熱と圧力を生み出す可能性がある。
• 高圧・高温度の条件下にある地殻下部は、非生物的メタンやその他のマントル由来炭素化合物の実現可能な貯留層であると特定される。
• 動的で地質学的に妥当なメカニズムとしての深部地球炭化水素生成のメカニズムを特定することで、非生物的エネルギー供給の将来の可能性が高まる。