Материал, образованный, по сути, из остатков древних организмов, был тщательно исследован учеными.
Кероген — это смесь органических веществ, главным образом остатки умерших микроорганизмов, растений и животных, прошедших процесс разложения и сжавшихся под воздействием глубинных слоев земли. Этот постепенный пиролиз приводит к образованию материала, насыщенного углеродом и обладающего твердостью камня, с порами разнообразных размеров.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Science, сотрудники Массачусетского технологического института (МТИ) получили трехмерные изображения внутренней структуры керогена, точность деталей на которых в 50 раз превысила самые точные прошлые результаты.
Под воздействием давления или геотермального тепла молекулы углеводородов в керогене подвергаются распаду, образуя газ или нефть протекают через поры и которые можно высвободить, пробурив отверстие.
Для получения подробных изображений структуры керогена доктор Роланд Пелленк и его коллеги использовали электронную томографию, при которой маленький образец материала вращается в микроскопе, пока луч электронов зондирует структуру для поперечного сечения с разных углов. Затем данные комбинируются для получения полной трехмерной реконструкции пористой структуры.
«По словам Пелленка, новая наномасштабная томография позволяет выявлять расположение молекул углеводородов в камне.
Впервые полученные результаты демонстрируют существенные различия в наноструктуре керогена, обусловленные его возрастом.
Возраст относительно молодого керогена варьируется в зависимости от сочетания температур и давления, воздействовавших на него, наблюдаются более крупные поры и практически полное отсутствие связи между ними. У зрелого керогена, наоборот, более мелкие поры, связанные между собой сетью.
Полученные данные свидетельствуют о том, что размеры пор в этих структурах крайне малы, что делает неэффективным применение стандартных гидродинамических уравнений, используемых для расчета движения жидкостей через пористые среды.