石油和天然气扮演着为世界产业经济赋能的关键角色，但是这些惊人的物质都是从哪儿来的呢？当然，人们都知道这是从地下来的。但是，你有没有想过，它们是怎么进入地下的呢？

主流的观念是：它们源自生物。是数百万年前由诸如浮游生物和藻类等生物困在地下，通过沉积或者板块漂移而形成的。其上方的岩石造成了压力，加热并压缩了这些生物，将它们转化成了燃料。这正是它们被称为化石燃料的原因。人们相信，它们是此前曾生活在世界上的生命形式的残骸，变成化石之后衍生出来的。由此，其储量被认为是有限的，因为在地球历史上只产生了有限的生物量。如果我们不断消耗石油和天然气，最终我们会用尽这些能源。

然而，20世纪70年代，康奈尔大学的天体物理学家托马斯·戈尔德站了出来，提出了一个替代理论。他主张，这些化石燃料并非来自生物，而是“非生物成因”。他认为天然气（甲烷）是形成地球的原始物质的一部分，这种物质有个巨大的储备库，在地球形成之后被封存在了地壳深处和地幔中，从那以后，它一直在缓慢但持续地渗向上方的地表。他说：“在渗透的过程中，热和压力的地质作用力将大部分转化成了石油。”

这一理论导致戈尔德提出非同寻常的主张，即不存在耗尽这些燃料的危险。我们离耗尽远得很。他坚称储量是行星级别的，因此对于任何实用目的而言，都是无穷无尽的。石油和天然气的储量如此丰富，甚至可以把它们当成太阳能之类的可再生能源。我们可以继续以现在的速度消耗它们数百万年，而不必担忧储量枯竭的风险。

之后，戈尔德还给这个理论添加了更耸人听闻的一点：这一储量丰富且不断上涌的甲烷不仅存在，而且还是生命诞生的原因。

你或许会回想起我们此前遇到过戈尔德[66]。20世纪40年代，他与同行共同创立了稳态理论。该理论称：新物质持续地在整个宇宙中产生，但这只是他许多激进观点中的一个罢了。在他的整个职业生涯中，他经常提出各种各样的古怪理论。如果他所有的理论都停留在边缘化和不被接受的程度，科学界也就不会看重他这个人了。但正相反的是，他那些看似古怪的概念中，有相当多的一部分最终被证实了。这给他赢得了“你最好别太轻易忽视他的观点”的名声。最著名的是，在20世纪60年代末，当天文学家首次探测到来自深远太空的神秘而快速重复的无线电脉冲时，戈尔德提出这些脉冲有可能是完全由中子构成的快速自旋的恒星发出的。大多数科学家一开始认为这个想法有点牵强，但是一年之内它就被广泛接受了，直到今天依然如此。这些恒星如今被称为“脉冲星”。

认为石油和天然气的来源并非生物的想法，并不是戈尔德首创的。这个概念已经被人们讨论了一段时间了。早在19世纪70年代就由俄国的化学家、元素周期表的编制者德米特里·门捷列夫[67]提了出来。在20世纪大多数时间里，它一直在苏联科学家之间流行，但是在欧洲和美国它从来没流行起来过。到了20世纪40年代，大多数西方地质学家坚信，化石燃料来源于生物。多条化学线索都引导他们得出这一结论，如石油中存在诸如脂类（有机脂肪酸）等生物分子，和在细菌细胞膜中发现的类似。而且，他们首先发现石油是在沉积岩中，生物有可能就沉积在那里。综合考虑，这些证据使这些燃料来源于生物这件事看起来不言自明。

20世纪70年代发生了石油危机，全球的主要经济体面临突然的石油短缺和价格快速上涨。这引发了人们对石油储量或许正在枯竭的担忧（尽管事后来看，危机主要源于中东的紧张局势），使戈尔德对这些问题产生了兴趣：化石燃料到底是从哪儿来，以及它们储量到底有多丰富（还是不丰富）。但是，由于他是从天文学的背景出发面对这些问题的，所以很快便得到了与地质学家迥异的结论。事实上，戈尔德一向主张，地质学家无法接受自己的理论是由于他们身上存在的某种学科盲区。他们太过注意地球地质学的小范围情况，完全忽略了由天文学提供的宏观图景。

这一宏观图景是指氢和碳属于宇宙中最丰富的元素。氢是最常见的元素，而碳是第四常见的元素。仅根据这一点，就可以预期：作为氢和碳的分子化合物—碳氢化合物，应当相对而言大量地存在，而对太阳系的研究已经证实了这一预期。在木星、土星、天王星和海王星的大气中，探测到了巨量的甲烷。土星的卫星，土卫六的地表上还覆盖着广阔的甲烷湖泊。想必太阳系里的这些碳氢化合物都并非来自生物。鉴于此，戈尔德想不通地球上的碳氢化合物为什么必须来自生物。为什么碳氢化合物在我们的星球上以一种方式形成，却在太阳系所有其他地方以不同的方式形成呢？

这使他得出结论，认为从地下喷出的石油和天然气并非来源于生物的基本原因就是这样。按照他的说法，地质学家都无可救药地不了解宇宙富含碳氢化合物的天文学数据。他讲过一个地质学家的故事，这名地质学家在他的一次演讲后提问挑战他：“戈尔德博士，还有多少天文学家相信你所谓的‘甲烷存在于宇宙其他地方’的理论？”戈尔德说：“我不得不告诉他所有天文学家都相信这一点。”

戈尔德用来自地球地质学的证据给他的天文学论点做了补充。他指出在石油和天然气中发现大量的氦气是很常见的现象，然而正在腐败的生物物质不应当生成这一元素。所以，它是从哪里来的呢？他相信，唯一可能的解释在于，随着甲烷从地球深处向上移动，它在从周围的岩石中带走氦气。

他还说：石油和天然气田往往与容易发生地震的地区相关，如伊朗。对他来说，这暗示着地下深处的断层线肯定使碳氢化合物能在这些区域升起到地表。他甚至猜测碳氢化合物穿过地幔向上冲的力，或许正是发生地震背后的原因之一。

接着，还有油井自然回灌的奇特现象。钻井工人有时会认为他们已经抽尽了一口井，却发现石油又缓缓地冒出来了。传统的地质学理论非常难于解释这件事发生的原因，但事实上戈尔德的理论预测到了它的发生。

戈尔德将这些论点放在一起，称之为“地下深层可燃气学说”。他在一系列文章中清晰地论述了这些观点。系列文章始于1977年，一篇刊发于《华尔街日报》（就发表科学理论而言一本不同寻常的刊物）上的专栏文章，在1987年出版图书《来自地球的力量》时达到了**。

然而，在他的理论中有个很大的漏洞。他对为何碳氢化合物可能大量存在于地下深处做出了解释，但他没有解释为何石油在分子层面有如此多的生物特点。毕竟这是化石燃料来源于生物理论的主要论点之一。瑞典的一个钻井项目为他提供了可能的答案。

瑞典国家能源公司，大瀑布电力公司一直迫切想要为瑞典找到新的来源。因此，当戈尔德开始用他的地下深层可燃气学说占据报刊头条，承诺石油和天然气或许能在传统理论预测不到的更多地方被发现时，该公司的工程师下了决心，哪怕只有很小的概率证明他是对的，也值得赌一把。

20世纪80年代中期，该公司拿出了数千万美元资助一项探索性钻探项目，地点在锡利扬环形带。这是位于瑞典中部的一个巨大的花岗岩矿床，在大约三亿七千六百万亿年前曾经有一颗巨大的陨石撞击了这里。根据传统理论，这应该是世界上最不该进行油井钻探的地方，因为没有一个称职的地质学家会认为能在非沉积岩，诸如花岗岩中找到气体燃料。但是，据戈尔德称，这恰恰是正确的位置，因为陨石的撞击会使地球的地壳在此裂开，从而使碳氢化合物能够上移。

钻探开始于1987年，一直持续了五年，抵达超过两万两千英尺的深度，这比大多数油井要深多了。戈尔德的理论建议开展深层地下钻探，其逻辑是如果甲烷从地幔升起，那么燃料最丰富的地方可能在地下非常深的地方。

对投资者来说，不幸的是，这场行动被证明并无经济价值。最终，有大约八十桶石油被开采，这个结果很有意思，因为主流理论说那里实在一点石油也不该有，但是它不够用来赚什么钱的。然而，在石油之外，钻探作业还出人意料地弄上来了其他的东西—生活在将近七公里深的地下，挤在岩石的隙孔中的微生物的证据。这是非同寻常的发现，因为生物学家长久以来一直以为，由于地下深处的热度和压力，微生物最深也就能在地表以下几百米的地方生存。

戈尔德意识到，这些地下深处存在的微生物，可以为他的理论填补缺口，解释为何化石燃料具有如此多的生物特点。他推论道，如果在整个地壳深处都有微生物生活着，它们或许会以涌出地幔的碳氢化合物为食。在进食过程中，它们会污染燃料，同时也会帮助燃料转化为石油，由此将研究者观察到的生物特征赋予了这些燃料。按照戈尔德的话来说，并非地质在转化生命来生成石油，而是生命在转化地质来生成石油。

做事从来不会半途而废的戈尔德，将他的猜测又向前推进了一步。鉴于地球的地壳如此范围广大，他得出结论：地壳—而非地表—才是地球生命最初的家园。他想象一个广大的“深层、高温的生物圈”，从我们脚下向深处延伸数英里，充满以碳氢化合物为食的微生物。

随后戈尔德进一步深入，将他的地下深层可燃气学说和生命的起源联系到了一起：生命需要能量。在20世纪的大多数时间里，理论提出者们一直认为：孕育了生命之火的能量源头，肯定来自太阳。毕竟，它一直高悬在天空中，持续不断地温暖着我们的星球。所以这是明显的源头。但戈尔德认为，如果甲烷自地球形成起就持续地从地下向上涌出，那么它可能作为燃料的来源，滋养着最早的原始生物体。从化学上来说，从甲烷中提取能量比从阳光中提取其实容易得多。因此，甲烷会是早期生命一种合理的能量来源。这样一来，生命就有可能在地下深处诞生而不是在地表诞生。化石燃料也许不是变成化石的生命转变而来的，也许实际情况正好相反，这些燃料或许孕育了生命。

戈尔德还提出了很有意思的观点，声称如果地球上的生命是从地下深处开始的，那么生命在其他行星上存在的可能性也就由此增加了。正如他在美国科学促进会1997年的一次会议上提出的那样：“在地下，地球没有比哪一颗行星有任何特别的优势。我们的太阳系，”他暗示道，“可能充满了地下生命，正等待我们去发现。”

戈尔德在1998年出版的《地下深层高温生物圈》一书中详述了这些论点。整体而言，这些论点讲述了他对地球历史宏大的再想象。在这一版本的阐释中，碳氢化合物是领衔主演。首先，在地球形成过程中，大量的碳氢化合物困在地下，随后它们使生命得以诞生，而现在，它们正在为我们的文明提供可能不竭的能量来源。

戈尔德的理论攻击了传统地质学的核心。如果他是对的，那么地质学家在他们学科最基本的一个事实上—石油的起源方面—就彻底错了。而且他们不仅没帮忙找到为全球经济赋能的化石燃料，反而一直在妨碍搜寻，使人们没能在更多地点找到它们。自然，地质学家们并不乐于接受这样的暗示。

然而，他们并未彻底反对戈尔德的观点。他们其实完全接受石油和天然气可能有非生物的成因。毕竟，化学家能够借助已知的程序—如德国在二战期间使用的费托合成—生产非生物性的石油。地质学家甚至承认地球上的一部分石油和天然气有可能是非生物成因的。他们认为明显荒谬的，是所谓在地球内部以这种方式形成的燃料量达到了商业规模的想法。

对戈尔德论点的批评从地球的形成开始。地质学家同意碳氢化合物在整个太阳系中大量存在。他们指出，是的，他们很清楚这一点。但他们认为，地球原始甲烷中的大部分会从年轻且炽热的地球散失到太空。尤其是在那一次被认为形成了月球的撞击事件中，一颗火星大小的天体撞上了年轻的地球且熔化了它，大多数甲烷肯定在那时已经被燃尽了。

但是，就算在地幔和地壳深处仍存在大型甲烷储气库，地质学家主张，它也不会像戈尔德宣称的那样，穿过岩石向上移动，因为在那种深度的岩石没有足够的孔隙，不足以使这种移动发生。甲烷也不会轻易地转变成如石油等更复杂的碳氢化合物。将甲烷转变成石油实在没那么容易。地质学家杰弗里·格拉斯比坚持认为单从后面这个事实出发，就已经可以证明戈尔德的理论是错误的。

尽管有来自地质学家的坚决反对，但人们对戈尔德的地下深层可燃气体学说的兴趣却延续了下去。戈尔德于2004年去世，直到生命的最后也是该理论坚定的信奉者。他的去世令它失去了最有力的支持者，但有一小群信徒继续着大卫对阵歌利亚[68]式的战斗，对抗着正统地质学的信念。

这件事的部分原因在于戈尔德本人。你很难把他当成一个怪人而置之不理，因为正如我们之前提到的，他过往的成就令人印象深刻。他古怪的念头常常会被证实。而且，事实上，他用自己对地下深层存在高温生物圈这一猜想，成功地再现了他的这一绝技。

在他宣布发现了生活在地下七公里深处的微生物时，微生物学家最初的反应是极度怀疑，因为任何微生物能在这样深的地方生存似乎实在不可能。专家们猜测他的样本被地表的细菌污染了。但是，几年过后，其他研究者证实了他的话，他们发现了不容置辩的证据，证明其他地方也存在地下深层微生物，如从南非一座金矿的底部，以及哥伦比亚河流域一次深钻项目中也发现了微生物。

这些发现与20世纪80到90年代期间横扫生物学的一场更广泛意义的变革联系在了一起。那段时间，研究者们发现了“极端微生物”，生活在各种古怪、看似恶劣的环境中：深海的火山口、南极冰层，以及酸性硫磺泉中。科学家开始意识到：生命的适应力惊人地强悍，能在一度被人们认为致命的条件下繁盛。事实上，生命占据了地表的每一个角落，而且明显也将其领土范围扩张到了地下深处。

这一深地下的发现使戈尔德提出的生命或许起源自地下的假说的可信度得到提升。关于生命是从哪里开始的，人们并无共识，但许多科学家认为生命起源自地下深处是有道理的，甚至可能性更大。

这一发现还给他的地下深层可燃气学说增添了一些支持，因为它提出了地下微生物是如何生存的这一问题。在下面他们以什么为食？戈尔德的论点是它们或许受到了从地幔升起的甲烷的滋养，考虑到这些极深地下微生物竟然存在已经是多么疯狂的一件事，所以这听起来倒也不算是彻底疯狂的想法了。微生物学家提出了这些微生物其他可能的进食方式，诸如通过从岩石中吸取氢气，甚至是将辐射当成一种能量来源。但是，对研究者来说，确切地知道地下深处到底发生了什么十分困难。所以，戈尔德的理论也就不能被完全否定了。

但人们继续支持他的理论还有一个更基本的理由。这是因为尽管曾经一再有预测认为，到今天，石油和天然气应该被耗尽了，但似乎我们并没有用光它们。这些令人沮丧的预测中，最著名的预测来自20世纪50年代，由地球物理学家马里昂·金·哈伯特提出。他宣称美国的石油产量会在1970年达到峰值，而且到了20世纪末，全球的储量也将开始逐渐但不可避免地减少。

20世纪70年代的石油危机令许多人相信哈伯特是对的，但是现在我们早已进入了21世纪，可石油和天然气的产量依然在增长。对稀缺即将来临的预测似乎错了。这很难证明我们就会像戈尔德想象的那样，拥有一百万年的储量，但他的支持者的确主张，持续的丰富产量证明，对得出如此低估值的传统地质学产生的怀疑是合理的。

对化石燃料即将变得稀缺的恐惧实际上已经平息，取而代之的是一种新的担忧：真正的问题不是石油的稀缺，而是其储量的丰富。这是因为，有强有力的证据显示，使用化石燃料会造成环境破坏，而这暗示了一种略有些残酷的讽刺。也许还有许多石油和天然气，但我们不能就这样一直燃烧它们。事实上，想象一下戈尔德是对的，地球上真的有取之不尽、用之不竭的石油和天然气，我们所处的情况就会和柯勒律治[69]《古舟子咏》中的古代水手很像：“水，到处是水，但没有一滴可以喝。”而成我们的境遇则成了：“石油，到处是石油，却没有一滴可以燃。”