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Meio ambiente

Combustíveis fósseis? Surpresas para a origem do gás natural e do carvão

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/11/2021

Combustíveis fósseis? Surpresas para a origem do gás natural e do carvão
A pesquisa envolveu o uso de submarinos para estudar detalhadamente o ambiente no leito marinho.
[Imagem: Min Song]

Hidrocarbonetos não-fósseis

No meio científico subsiste um grupo pequeno, mas muito aguerrido, que tenta mostrar por meios observacionais que o petróleo e o gás natural podem não ser fósseis - eles já conseguiram provar que nem todo o metano da Terra tem origem fóssil.

Agora, duas equipes conseguiram evidências que embasam esses argumentos, ao menos parcialmente.

Um grupo multidisciplinar da Alemanha e dos EUA comprovou que campos de petróleo de gás natural no Golfo da Califórnia se formaram por uma rota abiótica, ou não-biológica, ou seja, não surgiram a partir de fósseis que foram enterrados e transformados por pressão e temperatura.

"Nossas descobertas fornecem uma explicação convincente para os padrões incomuns de isótopos em gases de hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos aqui não são formados pela divisão de compostos mais longos em componentes menores, mas, em vez disso, são gerados a partir de blocos de construção menores.

"Nenhum microrganismo está envolvido neste processo de formação, razão pela qual esse processo se enquadra na categoria de formação abiótica. As descobertas levarão a um melhor entendimento dos processos no fundo do oceano, principalmente no que diz respeito ao fluxo de carbono," disse o professor Kai-Uwe Hinrichs, da Universidade de Bremen.

Gás natural abiótico

Os hidrocarbonetos, incluindo o petróleo e o gás natural, são formados ao longo de períodos geológicos sob altas temperaturas e pressões, e os pesquisadores podem, em última análise, identificar esse processo com base no padrão isotópico específico de cada ocorrência.

Mas não foi essa bem conhecida "impressão digital" que a equipe encontrou quando decidiu estudar a Bacia de Guaymas, no Golfo da Califórnia, uma bacia de fenda marginal ligada à Falha Carmen, ao sul, e à Falha Guaymas, ao norte.

Os pesquisadores detectaram padrões de isótopos que não combinam com as conhecidas vias de formação propostas pelos modelos da formação fóssil dos hidrocarbonetos.

"Esses dados nos surpreenderam, já que não podíamos explicá-los com nenhum mecanismo conhecido. Fizemos um brainstorming de explicações alternativas, considerando o que torna esse sistema tão especial e quais processos podem ocorrer no subsolo profundo que podem ter causado o padrão isotópico incomum de gases de hidrocarbonetos em nossas amostras," contou o professor Min Song, da Universidade da Carolina do Norte.

Depois de fazer simulações computadorizadas e experimentos de laboratório reproduzindo as condições na região, a equipe concluiu que os dois principais componentes do gás natural - etano e propano - presentes nos depósitos de hidrocarbonetos daquela região se originaram pela redução (ganho de elétrons) do ácido acético , ou seja, o etano e o propano foram gerados a partir do ácido acético sem a influência de microrganismos.

Segundo a equipe, esta nova rota aponta para um processo alternativo de formação de hidrocarbonetos no fundo do oceano, que agora poderá ser testada em outros sistemas de sedimentos aquecidos geotermicamente e hidrotermicamente, como acontece na Bacia de Guaymas.

Combustíveis fósseis? Surpresas para a origem do gás natural e do carvão
A equipe testou amostras de todo o mundo. A imagem mostra (da esquerda para a direita) madeira, linhita, carvão sub-betuminoso e carvão betuminoso.
[Imagem: Patrick Mansell/Penn State]

Formação do carvão e do metano

Quase ao mesmo tempo, uma outra equipe, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, descobriu que as primeiras etapas da criação do carvão mineral também podem não ser o que os cientistas pensavam.

Segundo Max Lloyd e seus colegas, o carvão e o metano nas áreas que eles estudaram foram formados por micróbios como parte de seu processo metabólico normal, e não por fósseis soterrados, o que tem implicações para a recuperação do gás metano de alguns campos de carvão.

Os pesquisadores analisaram grupos metoxila em amostras de carvão de todo o mundo e usaram isótopos estáveis para mostrar que o material orgânico eventualmente se torna carvão por meio da ação microbiana.

Um grupo metoxila consiste em um átomo de carbono com três átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio. O átomo de oxigênio pode se ligar a qualquer número de lugares em uma molécula maior. No caso do carvão, ele se liga a um átomo de carbono em um dos arranjos de anéis do carvão.

"Se você fizesse uma pesquisa entre os geoquímicos, a maioria diria que o carvão foi criado por temperatura, ácidos ou catalisadores," disse Lloyd. "Mas nossos resultados são inconsistentes com esses mecanismos. Eles mostram que os micróbios estão consumindo diretamente grupos metoxila do carvão, transformando o carvão e produzindo metano."

A conclusão dos pesquisadores se aplica primariamente as regiões conhecidas como "metano de leito de carvão", que são muito atrativas porque podem evitar o consumo direto do carvão, muito mais poluente.

Bibliografia:

Artigo: Formation of ethane and propane via abiotic reductive conversion of acetic acid in hydrothermal sediments
Autores: Kai-Uwe Hinrichs, John M. Hayes, Wolfgang Bach, Arthur J. Spivack, Laura R. Hmelo, Nils G. Holm, Carl G. Johnson, Sean P. Sylva
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 374, Issue 6569 - pp. 894-897
DOI: 10.1073/pnas.2005219118

Artigo: Methoxyl stable isotopic constraints on the origins and limits of coal-bed methane
Autores: M. K. Lloyd, E. Trembath-Reichert, K. S. Dawson, S. J. Feakins, M. Mastalerz, V. J. Orphan, A. L. Sessions, J. M. Eiler
Revista: Science
DOI: 10.1126/science.abg0241
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