ما هي الصخور الزيتية وفوائدها

ما هي الصخور الزيتية وفوائدها … هو عبارة عن صخر رسوبي دقيق الحبيبات يحتوي على مادة عضوية تنتج كميات كبيرة من النفط والغاز القابل للاحتراق عند التقطير المدمر

لصخر الزيتي (بالإنجليزية: Oil Shale) هو صخر رسوبي، تشكل منذ ملايين السنين من بقايا النباتات، والطحالب، وحبوب اللقاح، ومجموعة متنوعة من الكائنات الحية التي عاشت في البحيرات القديمة، والبحار، والأراضي الرطبة، فعندما ماتت هذه الكائنات وانجرفت إلى قاع البحر، دفنت تحت طبقات جديدة من النباتات، والرسوبيات، وتحت ضغط وحرارة شديدين، ولكنهما لم يكونا كافيين ليتحولا إلى نفط، بعدها تحللوا وتحولوا ببطء إلى مادة شمعية تُعرَف باسم الكيروجين (Kerogen)، والكيروجين هو المادة الغنية بالهيدروكربونات، ويُستخرَج الكيروجين من الصخور عندما تتكسر وتتعرض للحرارة، إذ يُمكن استخدام الهيدروكربونات الموجودة في الصخر الزيتي كبديل للنفط (البترول) أو الغاز الطبيعي، واللتان تُعدّان من المواد الهيدروكربونية الأكثر شيوعًا، كما يُعدّ الصخر الزيتي من الوقود الأحفوري، كما هو الحال في النفط، والغاز الطبيعي، والفحم.

كيفية استخراج النفط من الصخر الزيتي

يتم استخدام ضغط الغازات ليتم استخراج الصخر الزيتي على سطح الأرض، أمّا من أجل التنقيب عن مكان النفط فيتم هنا تخفيف الضغط المستخدم عن طريق استخدام الماء، وإذا ما توقفت المعدات لسبب أو لآخر عن استخراجه، فيبقى بمكانه إلى حين الرجوع مستقبلاً لاستخراجه. إنّ عملية استخراج النفط تعتبر من أصعب العمليات، لكونها تحتاج إلى بحث عن الصخور الزيتية من خلال الحفر في الأرض أو حتى من خلال تلغيم وتفجير المكان، وبعد أن يتم الحفر تطبق عملية التقطير السطحي عليه، بحيث يتعرض إلى حرارة عالية بدون استخدام الأكسجين، فيتغير التركيب الكيميائي للصخر نفسه ويبدأ الكيروجين بالانفصال عن الصخر، وبعد ذلك تبدأ عملية تكرير النفط.

التركيب الكيميائي للصخر الزيتي

تتكون الصخور الزيتية من مادة عضوية صلبة مغمورة في مصفوفة معدنية غير عضوية كيميائيًا، ويتكون المحتوى المعدني أساسًا من السيليكون والكالسيوم والألمنيوم و المغنيسيوم والحديد، والصوديوم والبوتاسيوم الموجود في معادن سيليكات وكربونات وأكسيد وكبريتيد، والتركيب الكيميائي للمواد العضوية هو متغير، وتتكون أساسا من الجزيئات العضوية المعقدة التي تحتوي على الهيدروجين والكربون وكذلك كميات معينة من العناصر الأكسجين والميتريك والكبريت، وقد تؤثر العناصر المغايرة للمادة على آثار الزيت المستخرج من الصخر، مما يؤثر في كثير من الأحيان على اختيار عمليات التحسين والتكرير.
وتعرف أحيانا الصخور من مناطق مختلفة وأصول جيولوجية مختلفة عن محتوى تلك العناصر الحاسمة، فعلى سبيل المثال، من المعروف أن الصخر الزيتي Kukersite في استونيا هو غني بالأكسجين، وإن الصخر الزيتي الذي نشأ في بيئات البحيرة المالحة، مثل صخور GRF في غرب الولايات المتحدة، يميل إلى أن يكون غنيًا بـ النيتروجين، في حين أن الصخور الزيتية البحرية كتلك الموجودة في المغرب ومصر وفلسطين والأردن غنية بالكبريت.

فوائد الصخر الزيتي

يُعدّ استخراج الصخر الزيتي ومعالجته أمرًا مُكلفًا وصعبًا إلى حدٍّ ما، إلّا أن ذلك لم يمنع استخدامه على مرّ العصور ومُنذ آلاف السنين، ومن أبرز فوائده و استخداماته ما يأتي:
– استخدامه في العديد من الصناعات الكيميائية، والاستفادة من نواتج التفاعلات الثانوية في إنتاج الإسمنت.

– تمّ استخدام الصخر الزيتي في منطقة الشرق الأوسط كمادة لزجة في عمل اللوحات الفسيفسائية المزخرفة.
– ويتمّ استخدام الصخر الزيتي في القرن التاسع عشر بعد تسخينه في عمليات استخراج النفط من باطن الأرض.
– تمّ استخدام الصخر الزيتي من قِبَل دول أوروبا وأمريكا بعد حرقه، ثمّ إعادة تكريره لاستخدامه كمصدر للوقود، إذ يتمّ حرقه لتوليد الكهرباء.
– ويتمّ استخدام الصخر الزيتي في تصنيع عدة منتجات، منها دخوله في صنع شمع البارافين.

– اعتماد العديد من الدول على استخدام الصخر الزيتي للحصول على الوقود لتوليد الكهرباء، كما هو الحال في البرازيل والصين وغيرها.
– تعبيد الطرق وسدّ السفن المثقوبة في بلاد ما بين النهرين.
– غمس السهام في الزيت الصخري من قِبل المنغوليين القدماء، وإشعال النار فيها ثُمّ قذف أعدائهم بها. استخدامه كأحد مكوّنات الفسيفساء المزخرفة في الشرق الأوسط.
– استخراج النفط من خلال تعريض الصخر الزيتي للعديد من عمليات التسخين، إذ بدأت هذه الصناعة في القرن التاسع عشر.
– إنتاج العديد من المواد والمنتجات المتنوّعة مثل شمع البارافين.
– البدء باستخدام الصخر الزيتي والزيت الصخري كمصدر من مصادر الوقود من قبل الأوروبيين، ثُمّ بعد ذلك تمّ استخدامه في الولايات المُتحدة.

الآثار السلبية الناتجة من استخلاص الزيت الصخري

1- إنتاج كمية كبيرة من الرماد:
يؤدي إنتاج الرماد إلى تلوّث المصادر الطبيعية على سطح الأرض مثل المياه والهواء والأرض.
2- إنتاج كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون Co2:
يؤدي حرق أو تسخين الزيت الصخري لإنتاج كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون داخل الغلاف الجوي، والذي يُعدّ أحد غازات الدفيئة، وله تأثير مباشر في الاحتباس الحراري.
3- إنتاج مركبات سامة ومضرة بالبيئة:
بسبب تفاعل المواد الموجودة في الصخر الزيتي مثل؛ مادة الكبريتيد، وعادةً ما تؤدي هذه المواد إلى الاختناق، وتهيج العين.
4- إطلاق الكربون الضار:
إذ يؤدي حرق الوقود الأحفوري إلى إنتاج الكريون في الغلاف الجوي بكميات كبيرة وسريعة تفوق قدرة الأشجار، والأرض
والمياه على امتصاصه، وبالتالي حصول ظاهرة الاحتباس الحراري، كما أنّ الكربون أحد أسباب تغيّر المناخ.
5- الحاجة لكميات كبيرة من المياه العذبة من أجل استخلاص الزيت الصخري:

إذ إن إنتاج لتر واحد من الزيت الصخري يحتاج لِنحو 3 لترات من المياه العذبة
وبالتالي يؤدي ذلك إلى تلوّث المياه بالمركبات السامة، كما أنّ تنقيته مُكلفة.
6- تلوُّث المياه الجوفية:
بسبب إبقاء المواد السامة الناتجة عن عملية استخراج الصخر الزيتي والتعدين تحت الأرض
وبالتالي إمكانية تسرّب هذه المواد للمياه، ممّا يجعلها غير آمنة صحيًّا لاستخدامها لغاية الشرب، أو التنظيف.