Исследования глубокой биосферы указывают на новые методы добычи нефти

Исследователи из Университета штата Аризона используют новый подход, объединяющий физическую органическую химию с органической геохимией и биогеохимией, чтобы раскрыть происхождение органических соединений, потребляемых микробами в глубокой биосфере Земли. Эти микроорганизмы, обитающие на больших глубинах в земной коре, используют органические соединения в качестве источника энергии.

Понимание того, как углерод образуется и потребляется в глубинах Земли, важно для создания более детальной картины глобального углеродного цикла. Органические соединения, погребённые и перемещённые вглубь коры, становятся «рефракторными» — недоступными для микробов. Значительная часть потребляемых соединений, вероятно, является конечным продуктом загадочного геохимического процесса превращения рефракторного вещества в пригодное для использования.

«Секрет, по-видимому, заключается в том, как температура и давление влияют на реакционную способность органических соединений и, что, возможно, важнее, как свойства воды меняются глубоко в осадках и осадочных породах», — говорит теоретический биогеохимик Эверетт Шок, руководитель междисциплинарной группы. Гипотеза команды заключается в том, что горячая вода при высоких давлениях, характерных для недр, может быть эффективным растворителем для органических реакций, способных протекать без участия биологии.

Благодаря гранту в 1,5 млн долларов от Национального научного фонда (NSF) США команда будет применять новые теоретические модели и проводить эксперименты при температурах до 300 °C и давлениях до 250 атмосфер, имитируя природные геологические условия. Реакции между простыми соединениями, водой и обычными минералами, такими как оксиды железа и глины, будут изучаться для выявления механизмов органических превращений.

«То, что мы изучаем, может быть применено для разведки углеводородов, секвестрации CO₂, рекультивации окружающей среды и понимания устойчивости микробных сообществ», — отмечает член команды Линда Уильямс. Этот подход также может иметь значение для «зелёной» химии, предлагая альтернативы токсичным растворителям, и пролить свет на условия возникновения жизни на Земле и других планетах.