Все новости

В океанических породах нашли источник не биогенного метана

Таким образом может формироваться и марсианский метан
Манипулятор, с помощью которого геологи собирали образцы пород с океанского дна Chris German / WHOI / NSF / NASA / ROV Jason / Woods Hole Oceanographic Institution
Описание
Манипулятор, с помощью которого геологи собирали образцы пород с океанского дна
© Chris German / WHOI / NSF / NASA / ROV Jason / Woods Hole Oceanographic Institution

В горных породах со дна земных морей и океанов геологи нашли новый источник метана. Газ из образцов сформировался вовсе не благодаря деятельности живых организмов, а в результате химической реакции иного рода. Ученые предполагают, что схожим образом метан мог бы образоваться и на других планетах, например на Марсе.

Метан (CH4) — это самая простая органическая молекула. На Земле он представляет собой основной компонент природного газа (до 98%). Метан обычно образуется из более сложных органических молекул биологического происхождения. Разрабатываемые сейчас месторождения сформировались за счет разложения биомассы, накопленной около 300 миллионов лет назад. Когда богатые этим отмершим веществом пласты оказывались на большой глубине, то высокое давление с нагревом без доступа кислорода приводило к выделению метана. Геологи называют такой метан термогенным. 

Но в горных породах, которые изучали исследователи из Океанографического института в Вудс-Холле (США), оказался метан совсем иного происхождения. Ученые собрали более 160 образцов со дна морей и океанов в разных частях планеты, причем большая их часть сформировалась по геологическим меркам совсем недавно: они окончательно застыли уже в четвертичном периоде, не более 2,5 миллиона лет назад. Во многих образцах ученые нашли микроскопические капли жидкости с большим содержанием метана, водорода или смеси этих газов. Спектральный анализ показал, что эти газы образовались не в связи с разложением отмершей материи, а благодаря иной химической реакции.

Микроскопические включения метана в образцах, которые исследовали геологи
Описание
Микроскопические включения метана в образцах, которые исследовали геологи

Проанализированные геохимиками образцы в прошлом проходили процесс серпентинизации. Это означает, что они подвергались воздействию воды и высокой температуры. Наиболее известный пример горной породы, которая сформировалась в результате такого процесса, — это поделочный камень змеевик, относящийся к группе серпентинов. При нагреве до 350-400 °C минерал оливин, который был в составе изученной горной породы, превращался в серпентин, а из воды, вступавшей в реакцию с оксидом железа, выделялся водород. Он же, в свою очередь, реагировал с углекислым газом, в результате чего получался метан в сочетании с водяным паром. Такая реакция, только пущенная в обратном направлении за счет еще более высокой температуры, используется для получения большей части промышленного водорода.

Отличить метан, появившийся при высокотемпературной реакции воды, оксида железа и углекислого газа, от термогенного помогло изучение вещества, которое окружало пузырьки с раствором газа. Поскольку все образцы представляли собой метаморфические породы, то есть те, которые прошли какие-либо превращения при повышенном давлении и температуре, образованные к тому же из застывшей магмы, то ни о какой органике биологического происхождения говорить не приходилось.

Читайте также: Истина где-то внизу. На Марсе нашли органику и подтвердили сезонные колебания метана в атмосфере. Теперь в поисках марсианской жизни придется копать глубже

Исследователи указывают, что подобные горные породы могут оказаться важнейшим источником абиогенного метана на Земле. Кроме того, нельзя исключать подобных процессов в недрах других планет, ведь там, где была вода, немного углекислого газа и высокая температура, может быть и метан. Марс, например, вполне удовлетворяет всем условиям, так что, возможно, ученые смогут объяснить загадку марсианского метана (он то исчезает, то появляется; пока никто не знает, откуда и куда) без привлечения инопланетной жизни. 

Оливин, который изучали авторы исследования, — это один из самых распространенных минералов не только на Земле, но и по всей Солнечной системе. Его много как в собранном на Луне материале, так и в образцах пыли, которые японский зонд «Хаябуса» доставил с астероида Итокава.