타르 피트

Tar pit
트리니다드 티에라 라 브레아의 타르 피트
안티클리어 트랩이 지층의 수직 파단(빨간색 화살표로 표시)을 통해 표면의 타르 피트를 공급하고 있습니다.원유가 표면에 도달하면 증발이 일어나고 가벼운 탄화수소가 증발해 끈적끈적한 아스팔트를 남긴다.

아스팔트 피트라고도 하는 타르 피트는 큰 아스팔트 퇴적물입니다.그것들은 부패한 유기물이 지하에서 압력을 받을 때 생성되는 기름의 존재 하에서 형성된다.이 원유가 균열, 도관 또는 다공질 퇴적암층을 통해 위로 스며들면 표면에 [1]고일 수 있다.원유의 가벼운 성분은 대기로 증발하여 검은색의 끈적끈적한 [1]아스팔트를 남깁니다.타르 구덩이는 많은 화석 [1]수집품을 포함하고 있기 때문에 종종 발굴된다.

석유 매장량 위에 타르 구덩이가 형성되어 있으며, 이러한 퇴적물은 종종 안티클라이언트 트랩에서 발견됩니다.사실, 지구상에서 발견된 석유의 약 80%가 반클라이언트 [2]트랩에서 발견되었다.안티클라인은 층서층의 주름으로, 각 반쪽이 볏에서 떨어져 있습니다.그러한 구조는 일반적으로 추력 단층 위 또는 땅이 구부러지고 접히는 구조 영역에서 개발된다.아래쪽으로 오목하게 접힌 부분(아치) 위의 구조가 셰일 등의 비다공성 암석 또는 대수원일 경우 안티클리어 [2]트랩으로 간주한다.이 섹션의 그림은 안티클라이언트 트랩에 오일이 고착된 것을 보여주는 단면도입니다.오일 저장고 위에 있는 지층에 단층이나 파손이 있을 경우 오일이 표면으로 이동할 수 있습니다.이것은 모세관 가장자리와 기름의 밀도가 [3]물보다 낮기 때문에 가능합니다.

화학

타르 구덩이는 아스팔트 웅덩이이다.그러나 형성 초기에 그들은 항상 끈적끈적하고 빽빽한 것은 아니었다.그 웅덩이들은 지구 표면 아래에서 생성된 원유들로 구성되어 있었다.원유는 헤테로 원자 화합물, 탄화수소, 금속, 무기 [4]화합물의 혼합물이다.헤테로 원자 화합물은 탄소나 수소가 아닌 원소를 포함하는 유기 분자이고, 탄화수소는 탄소와 [4]수소만을 포함합니다.원유는 경질 [5]탄화수소를 함유하는 비율이 높기 때문에 아스팔트보다 점성이 낮다.경질 탄화수소는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 [6]등의 알칸을 포함한다.이 분자들은 매우 낮은 분자량을 가지고 있다.원유는 또한 CO, HS2, N2, [6]O와2 같은2 무기 불순물을 포함할 수 있다.표면에서, 이 가벼운 분자들은 더 무겁고 끈적끈적한 분자들을 남겨두고 원유에서 증발할 수 있다.아스팔트 또는 역청은 보통 50개 이상의 탄소 원자를 [5]가진 탄화수소 분자 사슬을 포함합니다.탄화수소 사슬이 길어질수록 점성이 높아져 비등점이 [5]높아진다.

증발은 타르 구덩이의 형성에 있어 중요한 과정이다.지구 표면의 경질유 저장고는 며칠 후 초기 부피의 75%까지 감소하여 아스팔트를 형성할 수 있습니다.중질 원유는 부피를 40% [7]줄일 수 있다.원유는 화학 [4]조성에 따라 증발이 달라집니다.역청 샘플의 중량별 평균 구성은 탄소 80.2%, 수소 7.5%, 산소 7.6%, 질소 1.7%, [2]황 3.0%이다.

주목할 만한 타르 구덩이

라 브레아 타르 피트

La Brea Tar Pits는 캘리포니아 남부에 위치해 있습니다.표면에서 볼 수 있는 석유는 솔트레이크 유전 저장고와 레펫토 및 피코 [8]층의 오일 모래에서 공급됩니다.이 기름 매장량은 해양 플랑크톤이 해양 [9]분지에 축적된 마이오세 시대에 형성되었다.시간이 흐르면서 퇴적물은 생물들을 지구 표면 300미터에서 1000미터 아래에 묻었고, 생물들은 고압에 노출되었다.이 과정은 유기물을 기름으로 변화시켰다.솔트레이크 유전을 가로지르는 6번가 단층은 라브레아 타르 [8]피트를 공급하는 도관입니다.석유는 지난 50,000년 [9]동안 동식물을 포획하고 보존하면서 시간이 지남에 따라 지표로 이동했다.

카르피테리아 타르 피트

Carpinteria Tar Pits는 캘리포니아주 Carpinteria에 있는 Tar Pits Park에 있습니다.이 타르 구덩이는 플라이스토세 동안 형성된 것으로 예측되었다.발굴 프로젝트 동안, 25종의 식물과 55종의 조류, 26종의 [10]포유류가 발견되었다.타르의 샘은 여전히 해양 [10]셰일의 밑바닥 지층 층의 균열을 통해 지표로 스며든다.

비나가디 아스팔트 호수

비나가디 아스팔트 호수는 흑해와 카스피해 사이의 지역인 아제르바이잔 또는 코카서스에 위치해 있다.이 타르 구덩이는 플라이스토세에 [11]번성했던 포유동물인 여러 동굴 사자의 머리와 몸을 보존하는 것으로 알려져 있다.잘 보존된 말의 두개골도 비나가디 아스팔트 호수에서 발견되었다.그것은 9만6천년에서 12만년 된 것으로 추정된다.그것은 아제르바이잔 [12]바쿠의 아제르바이잔 자연사 박물관에 전시되어 있다.

피치 호

트리니다드 토바고의 피치 호수는 역청으로 가득 찬 그릇 같은 큰 움푹 패인 곳이에요.이 호수는 최대 깊이가 250피트이고 면적은 100에이커로,[13] 지구상에서 가장 큰 역청 퇴적물이 됩니다.그 호수는 해안 근처는 차갑고 울창하며 걸을 수 있는 꼭대기 층을 가지고 있다.이 피부 밑에서는 아스팔트가 끊임없이 흔들리고 있다.역청이 거품을 내기 시작하는 중심 부근에서 호수는 점차 부드러워지고 뜨거워진다.호수 한가운데서 방출되는 가스는 대부분 메탄과 많은 [14]양의 이산화탄소로 이루어져 있다.

피치 호수는 수천 년 전에 구조 활동 속에서 형성되었다.단층을 따라 이동하면서 균열이 생겨 지각 깊숙한 곳의 기름과 가스 저장고에 부딪혔습니다.기름과 가스는 시간이 지남에 따라 균열을 통해 지구 표면 위로 스며들어 피치 호수를 만들었다.기름과 가스의 지속적인 보충으로 인해 호수는 약간의 전류를 흘리고 있다.피치 호수의 최상층은 대부분 [13]고체이기 때문에 물살은 거의 눈에 띄지 않는다.

화석

타르 구덩이는 많은 화석의 특징이다.이것은 두껍고 끈적끈적한 아스팔트가 [15]동물들을 가두기 때문이다.일단 타르에 발을 들여놓으면, 동물들은 움직이지 않게 되고 아스팔트가 충분히 따뜻하고 끈적거리면 즉시 가라앉기 시작한다.이 무력한 동물들을 보는 포식자들은 보통 다음 먹이를 잡으려는 희망으로 타르 구덩이로 들어가곤 했다.그 결과, 먹잇감은 보통 발굴 [15]작업 중에 포식자 밑에서 발견됩니다.

동물의 뼈와 단단한 부분은 유기체가 죽은 후 빠르게 묻히기 때문에 잘 보존되어 있다.표면 아래에는 단단한 부분이 아스팔트에 휩싸여 있으며, 비, 바람 또는 눈과 같은 기후 변화로부터 보호되어 풍화 과정을 가속화할 수 있습니다.아스팔트도 산소와 물이 부족하기 때문에 호기성 곰팡이나 박테리아와 같은 주요 분해 생물이 없다.[citation needed]

La Brea Tar Pits에서는 1906년 이후 100만 개 이상의 뼈가 발견되었다. 231종의 척추동물, 234종의 무척추동물, 159종의 식물들이 확인되었다.[9]라 브레아 타르 피트(La Brea Tar Pits)에서 가장 자주 발견되는 대형 포유류는 플레이스토세 [16]시대에 살았던 가장 유명한 선사시대 육식동물 중 하나인 다이어 늑대입니다.검니를 한 고양이와 코요테 화석도 풍부했다.[9]계속되는 발굴 프로젝트를 [9]통해 계속해서 추가 화석이 발견되고 있다.

생물

라 브레아 타르 [17]피트의 약 28,000년 된 천연 아스팔트 표본에서 생명체가 발견되었습니다.물이나 공기가 거의 없는 환경에서 번식할 수 있는 능력을 가진 수백 종의 새로운 박테리아가 발견되었다.그것들은 탄화수소와 다른 석유 [17]제품들을 분해할 수 있는 특별한 효소를 포함하고 있다.이 천연 아스팔트 구덩이에 있는 박테리아들의 기원은 알려지지 않았지만, 그것들은 수천 년 전 아스팔트 침출 사건에서 살아남은 기존의 토양 미생물에서 진화한 것으로 여겨진다.토양 미생물은 궁극적으로 새로운 박테리아 [17]종을 탄생시킨 가혹한 새로운 환경을 견디기 위해 적응하고 유전적 변화를 겪어야 했다.

한 연구에서, La Brea Tar Pits에서 발견된 지배적인 박테리아는 크로마토미아목의 감마프로테오박테리아 등급으로, 더 간단히 보라색 유황 [17]박테리아로 언급되었습니다.보라색 유황세균은 물을 환원제로 사용하지 않기 때문에 호흡 중에 산소가 생성되지 않는다.대신 황화물 형태의 황을 환원제로 사용한다.타르 구덩이에서 발견된 다른 박테리아는 루브로박터과였다.이 박테리아들은 [17]지구상에서 가장 방사능에 강한 유기체 중 하나로 알려져 있다.

트리니다드 토바고의 또 다른 아스팔트 피트인 피치 호수는 또한 고세균과 박테리아 미생물 군집의 서식지이다.이 [18]호수에서 회수된 마이크로리터 크기의 물방울 속에서 버크홀더알레스와 엔테로박테리아목의 박테리아 미생물이 살고 있는 것이 발견되었다.피치 레이크 호수의 바이오매스는 아스팔트 [19]그램당 최대7 10셀로 보고되었다.이 미생물들 중 많은 수가 유황, 철, 메탄, 또는 다른 [19]탄화수소를 먹고 산다.토성의 가장 큰 위성인 타이탄의 표면에서 발견된 환경을 모방하기 때문에 피치 호수에서 연구가 진행되고 있다.피치 호수에서 극친동물의 발견은 [19]타이탄에서 발견되는 탄화수소 호수에서 미생물의 가능성에 대한 통찰력을 제공합니다.

온실가스에 대한 기여

타르 피트는 표면에서 원유를 분화함으로써 형성된다.메탄(CH4), 에탄(CH26) 및 프로판(CH)을38 포함한 원유의 가벼운 탄화수소는 증발하여 아스팔트의 화학적 구성을 구성하는 더 큰 탄화수소를 남깁니다.메탄, 에탄 및 프로판은 주요 온실가스 및/또는 광화학 오염 [20]물질이기 때문에 이는 우려되는 사항이다.La Brea Tar Pits는 하루에 [20]약 500 킬로그램의 메탄을 배출한다.배출량은 6번가 단층을 따라 가장 많은데, 이 단층은 지구 [20]표면 아래 퇴적물에서 나오는 원유를 타르 구덩이에 공급하는 도관이다.메탄은 인근 토양에서 증발해 토종 풀의 생리에 영향을 준다는 사실도 밝혀졌다.La Brea Tar Pits는 미국의 [20]모든 해안 침투 지역에서 측정된 가장 높은 천연 가스 플럭스를 가지고 있습니다.전 세계적으로 퇴적암의 가스 누출로 인한 지질 CH4 및 CH26 배출 추정치는 각각 50-70Tg/년, 2-4Tg/년이다.이 값은 인공 화석 연료 연소로 인한 전지구4 CH 및 CH26 배출량의 약 절반이며, 연간 약 100-150 Tg4 CH 및 [20]6-8 Tg26 CH이다.이러한 탄화수소 배출은 타르 [20]피트 내의 석유 생분해 및 메타노제네이션에 기여할 수 있습니다.

대기 온실 가스를 모델링할 때 메탄과 기타 탄화수소의 자연 지질학적 원천을 고려해야 한다.대기 중 탄화수소의 모든 원천이 인위적인 [20]배출의 결과인 것은 아니다.

타르 구덩이의 위험성

도시 또는 산업화된 지역의 탄화수소 누출은 탄화수소의 폭발적 특성으로 인해 지질학적 위험을 야기합니다.1985년 3월 24일, La Brea Tar Pits에서 북쪽으로 약 1마일 떨어진 로스 의류 백화점의 바닥 슬래브와 기초 벽 사이의 작은 구멍을 메탄 가스 주머니가 통과했다.이 메탄 주머니는 폭발을 일으켜 21명이 [21]부상했다.이 사건은 이 지역에서 [21]메탄 주머니와 탄화수소 침투의 잠재적 위험에 대한 인식을 증가시켰다.

원형질 거동의 핵심

타르 피트는 뛰어난 보존제이며 아스팔트에 떨어진 나무의 탄소 동위원소 데이터를 제공할 수 있습니다.선사시대 나무의 탄소 동위원소 데이터를 보면 고생대층의 [22]다양한 이산화탄소 양에 대한 식물 반응 정보를 알 수 있다.마지막 빙하기 주니페러스 나무의 샘플은 La Brea Tar Pits에서 회수되었고, 그들은 빙하기와 현대의 나무들 사이에서 세포간과 대기중2 CO의 비율이 비슷하다는 것을 밝혀냈다.마지막 빙하기 동안 이산화탄소의 양은 180에서 200ppm 사이였기 때문에 [23]광합성에 사용할 수 있는 탄소는 적었다.주니페러스 나무는 제한된 탄소 조건에서 살아남기 위해 CO 흡수를 강화해야2 했다.이 기간 동안 나무의 기공 전도도와 엽록체 CO2 수요가 탄소 소비량을 [22]증가시켰을 가능성이 높다.다음 간빙기로 이동했을 때, 주니페러스 나무의 기공 전도도와 엽록체 CO2 수요는 대기 중 높은 온도와 높은 CO2 농도로 인해 감소했습니다.변동하는 탄소 수준에 대한 이러한 반응은 시간이 지남에 따라 식물에서 볼 수 있습니다.예를 들어, CO가 [22]낮은 환경에서2 재배된 현대 C3 발전소에서 기공 전도도가 증가하였다.또한 마지막 빙하기 동안 습한 기후가 식물의 질소 가용성을 증가시켜 잎의 질소 농도를 증가시켰을 수 있다는 가설도 있다.이 변화는 주니페러스 나무의 광합성 [22]능력을 증가시켰을지도 모른다.

타르 구덩이와 인간의 역사

1914년 한 여성의 시체가 라 브레아 타르 구덩이에서 발견되었다.두개골과 뼈의 일부만이 보존되었고, 그녀는 약 9,000년 [24]전에 죽은 것으로 결정되었다.그녀는 사망 당시 18세에서 24세 사이였고 키는 [24]4피트 8인치에서 10인치 사이였습니다.타르 [25]구덩이에서 발견된 유골의 유일한 사례입니다.

수천 년 동안, 아메리카 원주민들은 La Brea Tar Pits의 타르를 접착제와 [1]결합제로 사용했습니다.그들은 그것을 방수 코킹으로 사용하여 배와 바구니를 늘어놓습니다.서양인들이 타르 구덩이에 도착했을 때,[1] 그들은 인근 마을에서 지붕 재료를 위해 타르를 채굴하고 채굴하기 시작했다.

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