석탄과 석유는 그 구성 성분이 거의 비슷하다. 수소와 석탄을 합치고 열을 가하면 석유가 된다.제2차대전동안 독일과 일본은 석탄으로 석유를 만드는 석탄액화기술을 개발하게 된다.석탄은 탄소 함량에 따라 여러 종류로 나뉘고 우리나라에도 석탄이 있는데 애석하게도 무연탄이 대부분이다.연탄 만드는데 많이 쓰인다.제철소에 사용하는 석탄은 역청탄이다.역청탄은 휘발성 물질을 함유에 무연탄보다 훨씬 화력이 세다.
액체인 석유는 석탄 보다 분자가 훨씬 작다.탼소 함량에 따라 여러 형태가 존재한다.탄소 8개와 수소 18개로 이루어진 것을 옥탄이라고 한다.우리가 흔히 말하는 옥탄가가 이 분자를 말한다.그 외 탄소와 수소의 갯수에 따라 벤젠,프로판,메탄으로 불린다.천연가스도 탄소와 수소로 되어 있어 석유랑 비슷하다. 천연가스는 주로 메탄으로 이루어진게 특징이다.많은 탄소가 서로 잘 붙어있으면 석탄(고체)이 되고 탄화수소가 느슨하게 떨어지면 석유(액체)라고 생각하면 된다.
석탄과 석유는 어떻게 땅 속에서 생겨났을까? 먼저 석탄은 알려진 바로는 3억6000만~3억년 전에 생성된 것으로 추정이 되고 있다. 이 시기 지구에 나무가 생긴다. 그 전에는 흐물거리는 양치식물만 존재했었다. 식물이 점점 딱딱해지면서 리그닌 성분 (목질) 을 가지게 되고 딱딱해지게 된다.딱딱해지니 더 높이 자라고 또한 더 높이 자라야 해를 많이 쪼일 수 있으므로 서로 경쟁적으로 자란다.식물이 나무로 진화한 것이다.리그닌 성분의 나무가 죽으면 이게 분해가 되야 하는데 당시에는 미생물과 벌레가 없었다.오늘날 같이 다양한 미생물과 곤충이 나무를 분해한 것이 아니였다.이 리그닌 성분이 그대로 땅속에 묻혀서 석탄이 된다. 즉 나무껍질이 잘 분해되지 못한 것이 석탄이다. 이 때 석탄이 많이 생겨 고생대 5번째 시기를 석탄기라고 한다.
그렇다면 석유는 어떻게 생길까? 탄소와 수소 유기물이 변해야 석유가 생성된다. 과거 과학자들은 공룡이 죽어서 그 사체가 석유로 된 것이 아닐까 하고 생각했다.하지만 공룡이 살았던 중생대에는 미생물이 살아서 공룡 사체는 썩어서 분해되었다.그래서 요즈음 과학자들은 바닷속 플랑크톤이나 해조류 사체가 석유가 되었다는 쪽에 무게를 싣고 있다.해양 생물이 죽어 그 사체가 바다밑으로 가게된다. 바닷속은 아무래도 미생물 번식이 쉽지 않으므로 이들은 썩지 않고 쌓인다.그리고 오랜세월이 지나 퇴적되고 압력과 열이 가해지면서 석유가 된다.이렇게만 보면 세계에서 흔히 볼 수 있는 물질이 되어야 하지만 조건이 더 필요하다. 처음부터 대량의 석유가 한 곳에 있는것이 아니다.퇴적암에서 생성된 석유는 지층을 통과해 이동해야 한다. 이렇게 되려면 기름 성분이 잘 통과되는 사암과 석회암 지층이 있어야 한다.이렇게 통과된 석유가 한 곳에 모인다. 그런데 여기서 기름은 물보다 가벼우므로 물 위로 떠올라 증발하게 된다. 이 증발을 막으려면 위에 단단한 암반층이 석유가 물 위로 떠오르지 못하게 가두어야 한다.밑에는 석유가 모일 수 있게 연약해야하고 위는 석유가 못 나오게 막아야 하는 아주 어려운 구조를 가지고 있어야 한다.이런 조건을 만족하는 곳이 바로 위 지도 상에 표시된 곳이다.
