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O petróleo é um líquido viscoso, menos denso que a água e formado por uma mistura complexa de compostos orgânicos, principalmente hidrocarbonetos (compostos cujas moléculas são formadas somente por átomos de carbono e de hidrogênio) associados a pequenas quantidades de outras classes de compostos que contêm nitrogênio, oxigênio e enxofre.
A teoria mais aceita para a formação do petróleo é a de que ele se originou de restos de seres vivos, animais e vegetais, ao longo de milhões de anos (estima-se que as reservas de petróleo tenham entre 10 e 500 milhões de anos). Ocorreu que principalmente pequenos seres marinhos, como animais e vegetais unicelulares, acabaram se depositando no fundo de lagos e mares. Com o tempo, houve acumulação de sedimentos e essa matéria orgânica foi empurrada para partes ainda mais profundas, onde condições elevadíssimas de pressões e temperatura, bem como ausência de oxigênio, impediram que bactérias realizassem a decomposição rápida dessa matéria orgânica. Mas sob ação de bactérias anaeróbicas, ela decompôs-se ao longo de milhões de anos, gerando o petróleo.