Geoquímica orgânica - Organic geochemistry
Geoquímica orgânica é o estudo dos impactos e processos que os organismos tiveram na Terra. Preocupa-se principalmente com a composição e o modo de origem da matéria orgânica nas rochas e nos corpos d'água. O estudo da geoquímica orgânica remonta ao trabalho de Alfred E. Treibs, "o pai da geoquímica orgânica". Treibs isolou primeiro as metaloporfirinas do petróleo. Essa descoberta estabeleceu a origem biológica do petróleo, que antes era mal compreendida. As metaloporfirinas em geral são compostos orgânicos altamente estáveis, e as estruturas detalhadas dos derivados extraídos deixaram claro que eles se originaram da clorofila.
Formulários
Energia
Petróleo
A relação entre a ocorrência de compostos orgânicos em depósitos sedimentares e depósitos de petróleo há muito tempo é de interesse. Estudos de sedimentos e rochas antigos fornecem insights sobre as origens e fontes do petróleo e do petróleo, bem como os antecedentes bioquímicos da vida. Derramamentos de óleo, em particular, têm sido de interesse dos geoquímicos no que diz respeito ao impacto do petróleo e do óleo no ambiente geológico atual. Após o derramamento de óleo Exxon Valdez , o conhecimento da geoquímica orgânica sobre a química do derramamento de óleo floresceu com as análises de amostras do derramamento.
Os geoquímicos estudam as inclusões de petróleo em amostras geológicas para comparar as inclusões de fluidos atuais com as amostras datadas. Esta análise fornece uma visão sobre a idade das amostras de petróleo e da rocha circundante. Métodos espectrográficos, ópticos, destrutivos e não destrutivos são usados para analisar amostras por meio de espectrometria de massa ou espectroscopia Raman. As diferenças descobertas nas amostras, como a proporção de óleo para gás ou viscosidade, são normalmente atribuídas à fonte de rocha da amostra. Outras características normalmente observadas são as propriedades de pressão / volume / temperatura, textura da amostra e composição da amostra. As complicações na análise surgem quando a rocha geradora está próxima ou em uma fonte de água.
O petróleo também é estudado por meio da análise de isótopos de carbono. Os isótopos de carbono fornecem informações sobre o ciclo do carbono da Terra e os processos geológicos. Os geoquímicos são capazes de discernir a composição dos depósitos de petróleo examinando a proporção dos isótopos de carbono e comparando esta proporção com valores conhecidos para estruturas baseadas em carbono das quais o petróleo poderia ser composto.
Carvão
Um vasto conhecimento sobre o carvão foi alcançado desde o início de seu uso como fonte de energia. No entanto, os geoquímicos modernos ainda estão estudando como o material vegetal se transforma em carvão. Eles determinaram os resultados da coalificação de uma degradação seletiva de materiais vegetais, enquanto outro material vegetal é preservado. As macromoléculas de carvão são geralmente constituídas por esses biopolímeros resistentes à degradação contidos em algas, esporos e madeira. Os geoquímicos desvendaram os mistérios por trás da formação do carvão, comparando as propriedades dos biopolímeros às propriedades encontradas nas macromoléculas de carvão existentes. Os métodos analíticos de RMN de carbono e espectrometria de massa por cromatografia gasosa (GC-MS) combinados com pirólise flash aumentaram muito a capacidade dos geoquímicos orgânicos de analisar as unidades estruturais mínimas do carvão.
Novos conhecimentos sobre a idade dos sedimentos de carvão foram obtidos por meio da datação por isócrona do urânio nas amostras carbonizadas. O exame da proporção pai / filha dos isótopos de urânio levou à datação de amostras selecionadas do período cretáceo tardio .
Ambiental
A geoquímica orgânica moderna inclui estudos de sedimentos recentes para compreender o ciclo do carbono, as mudanças climáticas e os processos oceânicos. Em conexão com os estudos de petróleo, os geoquímicos com foco no petróleo também examinam o impacto do petróleo no ambiente geológico. A geoquímica também examina outros poluentes em sistemas geológicos, como metabólitos formados a partir da degradação de hidrocarbonetos . Técnicas analíticas de geoquímica orgânica, como GC-MS, permitem que os químicos determinem os intrincados efeitos de metabólitos orgânicos e produtos residuais de origem humana no ambiente geológico. De preocupação específica são os poluentes de origem humana provenientes do trabalho agrícola. O uso de estrume animal, em combinação com a gestão geral de resíduos municipais e de esgotos, mudou muitas propriedades físicas do solo agrícola envolvido e dos solos circundantes.
A geoquímica orgânica também é relevante para ambientes aquosos. Poluentes, seus metabólitos e como ambos entram nos corpos d'água são de particular importância no campo. Esta matéria orgânica também pode ser derivada de processos geológicos em ou perto de corpos d'água, influenciando de forma semelhante as formas de vida próximas e a produção de proteínas. A espectroscopia de fluorescência foi introduzida como uma técnica para examinar a matéria orgânica em corpos d'água, já que a matéria orgânica dissolvida é tipicamente fluorescente.
O estudo da geoquímica orgânica também se estende à atmosfera. Particularmente, os geoquímicos neste campo estudam a composição do material insolúvel na baixa atmosfera. Eles definiram certas consequências dos aerossóis orgânicos, incluindo toxicidade fisiológica, forçantes climáticos diretos e indiretos , poluição atmosférica, acidificação da chuva e incorporação no ciclo natural do carbono.
Leitura adicional
- Engel, Michael; Macko, Stephen A. (1993). Princípios e aplicações da geoquímica orgânica . Boston, MA: Springer US. ISBN 9781461528906 .
- Killops, Stephen D .; Killops, Vanessa J. (2013). Introdução à Geoquímica Orgânica . John Wiley & Sons. ISBN 9781118697207 .