Il petrolio è un idrocarburo che, insieme al carbone, ha accelerato mostruosamente l’evoluzione della società moderna dalla rivoluzione industriale a oggi. Petrolio letteralmente vuol dire “olio di roccia” perché si trova nei pori e secondariamente nelle fratture delle rocce. Non esistono quindi laghi sotterranei o sacche piene zeppe di petrolio, ma per far sì che si formi un giacimento di petrolio, quindi un accumulo, abbiamo bisogno di tre rocce: una roccia madre, una roccia serbatoio e uno strato di roccia impermeabile, che chiamiamo copertura.

In questo video spieghiamo come si forma il petrolio e perché questa importante risorsa energetica si sta via via esaurendo.

1. Schema semplificato di un giacimento di petrolio
in foto: Schema semplificato di un giacimento di petrolio

Roccia madre

La “roccia madre” si chiama così perché è da qui che si generano gli idrocarburi. Per essere roccia madre dev’essere ricca di materia organica.

Fitoplankton (credit: NASA)
in foto: Fitoplankton (credit: NASA)

Ciò significa che durante la deposizione dei sedimenti di questa roccia, che avviene in acqua, tutte le "bestioline" (zooplankton, fitoplankton) che muoiono vanno a finire sul fondale, arricchendo quello strato di materia organica, ovvero quel mix di sabbia, argilla e composti organici che si formano all’origine del processo. Nel corso delle ere geologiche questo miscuglio di materia organica viene ricoperto continuamente da sedimenti, che si accumulano.

Accumulo di sedimenti sul fondale marino
in foto: Accumulo di sedimenti sul fondale marino

A un certo punto lo strato si ritroverà a profondità sempre maggiori, dove temperatura e pressione aumenteranno fino a innescare le reazioni chimiche che generano gli idrocarburi. A seconda delle temperature “di cottura” si hanno tipi diversi di idrocarburi.

Pressione e temperatura innescano complesse reazioni chimiche
in foto: Pressione e temperatura innescano complesse reazioni chimiche

Tra gli 80° e 150°C si generano idrocarburi liquidi, come appunto il petrolio. Questo intervallo viene indicato in geologia come “finestra dell’olio”. Dai 130° fino ai 225°C circa si forma gas naturale, e oltre i 200 C° comincia a formarsi carbone. Tutto il processo avviene nell'arco milioni di anni, tra i 10 e i 100 milioni di anni. Considerando che la temperatura aumenta di 30° a ogni chilometro di profondità, la roccia madre dovrà essere seppellita grossomodo a 3 km di profondità per generare petrolio.

Roccia serbatoio

Al di sopra della roccia madre avremo bisogno della cosiddetta roccia serbatoio. Questa roccia deve essere porosa e permeabile perché dev’essere in grado di accogliere il petrolio che arriverà dalla roccia madre. L'arenaria, cioè una roccia fatta di sabbia, è la roccia serbatoio per eccellenza. Immaginate che questa roccia si comporti un po’ come una spugna: il petrolio va a infilarsi tra i granelli di sabbia, tra i pori.

Arenaria (credit: USDA).
in foto: Arenaria (credit: USDA).

Copertura impermeabile

La terza roccia necessaria per avere un giacimento è uno “strato di copertura”, impermeabile, che si deve trovare al di sopra della roccia serbatoio. Ha la funzione di bloccare la risalita di petrolio. Se non ci fosse questo strato il petrolio arriverebbe in superficie, disperdendosi.  Questi sono i tre strati fondamentali, ma per far sì che si formi un giacimento servono altri due fattori: la trappola e la migrazione.

Tipi diversi di trappole.
in foto: Tipi diversi di trappole.

Gli strati delle tre rocce che abbiamo visto, quando si formano sono orizzontali: per far sì che il petrolio venga intrappolato c’è quindi bisogno che si pieghino, formando una "A", in modo che il petrolio che sale dal basso verso l’alto si blocchi. In natura le pieghe a forma di "A" si chiamano anticlinali, e si formano nei tempi geologici a causa degli sforzi tettonici compressivi.

Accumulo di sedimenti sul fondale
in foto: Accumulo di sedimenti sul fondale
Altri sedimenti si depositano sul fondale generando petrolio
in foto: Altri sedimenti si depositano sul fondale generando petrolio
Migrazione dalla roccia madre a quella serbatoio
in foto: Migrazione dalla roccia madre a quella serbatoio

Quando la roccia madre, piena di materia organica, arriva a circa 90-100 gradi, si innescano una serie di reazioni chimiche che trasformano la materia organica delle "bestioline" in idrocarburi. Non appena si creano, essendo meno densi dei fluidi circostanti, gli idrocarburi tendono a risalire, migrando dalla roccia madre alla roccia serbatoio. Migrazione è proprio il termine con cui viene indicata in gergo tecnico. Grazie alla copertura e alla piega, il petrolio si accumula nel nucleo della piega stessa, ed è così che abbiamo il nostro giacimento.

Una cosa importante: questi 5 passaggi devono avvenire con il giusto ordine cronologico, altrimenti il giacimento non si può creare. I giacimenti che abbiamo sfruttato da più di un secolo, e che continuiamo a sfruttare oggi, sono stati lì immobili per milioni di anni, resistendo a terremoti disastrosi e a placche tettoniche che sono andate avanti e indietro. Questo vuol dire che una volta esauriti per averne di nuovi dovremmo aspettare milioni di anni. Per questo motivo il petrolio non è considerato una fonte rinnovabile, almeno non nei tempi umani.

Se l’utilizzo del petrolio ha permesso di evolverci a una velocità vertiginosa (e di avere comfort che i nostri nonni non potevano neanche immaginare), allo stesso tempo il suo sfruttamento è stato così mostruosamente intenso da impattare negativamente sugli equilibri naturali. In via del tutto idealistica avremmo potuto essere meno ingordi, e fare un uso più moderato di questa fonte di energia, per evitare di imbatterci nei grossi problemi che abbiamo oggi, uno su tutti il riscaldamento globale. Ma l’essere umano, ancora una volta, ha dimostrato di avere un’indole vorace, prediligendo l’economia a discapito dell’ambiente.

Articolo a cura di
Videostorie