Исследователи разработали геотермометр для определения условий образования метана

Команда геохимиков под руководством Джона М. Айлера из Калифорнийского технологического института разработала новую методику, которая впервые позволяет определить температуру, при которой образовался природный образец метана. Метод, описанный в журнале Science, основан на анализе «сгруппированных изотопов» в молекуле метана. Поскольку биогенный метан в природе образуется при температурах ниже примерно 80°C, а метан, созданный при термическом разложении органического вещества, формируется при более высоких температурах (до 160–220°C), это определение помогает установить происхождение газа.

Эта разработка важна, так как метан образуется в результате множества различных биологических и небиологических процессов, и по его химической формуле невозможно однозначно определить его источник. Новый метод позволяет независимо установить среду, в которой газ был образован, что особенно актуально, поскольку месторождения природного газа часто находятся не там, где он был создан.

Ключевым инструментом стал новый масс-спектрометр Thermo IRMS 253 Ultra, способный анализировать редкие изотопологулы метана, включая два вида «сгруппированных изотопов»: 13CH₃D и 12CH₂D₂. Проанализировав образцы из различных формаций, ученые подтвердили точность метода. Например, для метана из сланца Хейнсвилл (Haynesville Shale) метод показал диапазон температур 169–207°C, что хорошо согласуется с текущими температурами резервуара (163–190°C). Метод также четко различил биогенный и термогенный метан в подземных водах сланца Антрим (Antrim Shale) в Мичигане.

«Это показывает, что наша новая методика — не просто геотермометр для определения условий образования метана, — говорит ведущий автор работы Дэниел А. Столпер. — Это также инструмент для размышлений о геологии системы в целом».