Не так, як вважалося — механізм утворення вугілля встановили учені

Механізм, що лежить в основі одного з перших етапів утворення вугілля, може виявитися не таким, як вважалося.

Такого висновку дійшли американські учені, які вивчили метоксильні групи у зразках вугілля з усього світу, повідомляє видання Phys.org.

Метоксильна група складається з атома вуглецю із трьома атомами водню, приєднаного до атома кисню. Атом кисню може приєднуватися до будь-якої кількості місць у великій молекулі. У разі вугілля він приєднується до атома вуглецю в одній із кільцевих сполук вугілля.

Дослідники, використавши стабільні ізотопи, встановили, що органічний матеріал зрештою перетворюється на вугілля під впливом мікроорганізмів. Учені виявили, що профіль ізотопів не збігається з тим, що було б знайдено, якби утворення метану відбулося внаслідок нагрівання, кислотності або каталітичних реакцій, але він відповідав моделям, які очікуються від дії мікробів.

Якщо ви запитуєте в геохіміків, більшість скаже, що вугілля утворюється під впливом температури, кислот або каталізаторів, — зазначають дослідники. — Але наші результати не узгоджуються з цими механізмами. Вони показують, що мікроби безпосередньо споживають метоксильні групи вугілля, трансформуючи вугілля та виробляючи метан.

Вугілля утворюється, коли рослинна маса у заболочених лісах потрапляє у воду і швидко там «захоронюється». Органічний матеріал спочатку стає торфом, згодом бурим вугіллям, після цього суббітумінозним, бітумінозним і, нарешті, антрацитом. Антрацитове вугілля складається в основному з вуглецю, в той час як буре вугілля все ще дуже органічне.

Сьогодні більша частина вугілля, яка використовується в таких країнах, як Індія та Китай, є бурим або суббітумінозним, оскільки це єдині легко та дешево доступні види цього палива. Але вони при спалюванні виділяють найбільшу кількість парникових газів.

Задля вирішення цієї проблеми використовують метанові свердловини в цих вугільних пластах. Проте такі свердловини часто мають обмежений термін служби — можуть вичерпатися і за місяць.

Учені, шукаючи шляхи продовження терміну служби таких свердловин, встановили механізм появи у них метану.

Виявилося, що аеробні мікроби чудово справляються з розкладанням кільцевих структур у вугіллі, але анаеробні мікроби не мають хорошого способу розібрати кільця, — зазначають дослідники. — Тому єдине, що залишається робити анаеробам, це відрізати метоксильні частини.

Звільнені метоксильні групи потім перетворюються на метан. Але як тільки всі доступні метоксильні радикали відрізаються від кілець, мікроби більше не можуть дістатися ні до чого іншого, і реакція зупиняється, а свердловина вичерпується.

На думку дослідників, виснаження метоксильних груп у вугіллі з часом вказує на те, що саме вугілля є обмежуючим фактором у виробництві метану. Таким чином, додавання більшої кількості мікробів або поживних речовин не призведе до вироблення більшої кількості метану, і, відповідно, тут необхідний інший підхід.

Джерело: Phys.org