14 fárasztó nap után egy fúrótoronyon Japán partjainál az INEEL mikrobiológusa, Mark Delwiche hazahozta a nyereményét – két hűtőt, tele fagyott sárhasábokkal. Ezek a magminták makacsul szívós metántermelő mikroorganizmusokat rejtenek, amelyek végül választ adhatnak a világ jövőbeli energiagondjaira.
Mark Delwiche az Energiaügyi Minisztérium Idaho Nemzeti Mérnöki és Környezetvédelmi Laboratóriumának mikrobiológuscsoportjának tagja, amely alapkutatást folytat a metántermelő mikroorganizmusok, metanogénként ismert titkainak megismerésére. A Japanese Petroleum Exploration Company-val folytatott együttműködésen keresztül Delwiche november végén segített a H. G. Hulme, Jr. fúrótorony legénységének, hogy olyan mély felszín alatti magmintákat szerezzenek, amelyek az év kutatásának alapját képezik.
A legénység egy tengeri talapzati régióba fúródott be, 60 kilométerre a japán Omae Zaki-félszigettől a Nankai-vályú felett, 950 méteres vízben. A területről ismert, hogy nagy mennyiségű gázhidrátot – jégrácsokban rekedt metán gázmolekulákat – tartalmaz, és a hidrátlelőhelyeknél jóval mélyebb képződményekben is tartalmazhat kivonható földgázt. A japánok számára az expedíció kettős célja az volt, hogy feltárják az üzemanyag betakarítási lehetőségeit.
Delwiche, aki az elmúlt négy évben együttműködött a Japanese Petroleum Exploration Company-val, egyike volt annak a két nyugati kutatónak, akiket meghívtak, hogy vegyenek részt a "MITI Research Hole" néven ismertté vált kutatásban. A több éves tervezés csúcspontja, az expedíció része a Japán Nemzetközi Kereskedelmi és Ipari Minisztérium (MITI) azon általános törekvésének, hogy növelje japán szakértelmét az üzemanyag-kutatási arénában, és hozzájáruljon a japán üzemanyag-források felméréséhez.
"Izgalmas volt egy ilyen koncentrált tudóscsoportba tartozni. Ez az ő életük. A megbeszélések az éjszakai órákban, a borítékkal kapcsolatos számítások, a vázlatok és a spekulációk összehasonlíthatatlanok voltak Itt találkozik a gumi és az út” – mondta Delwiche. Olvassa el a berendezés napi küldeményeit:
A DOE több okból is érdeklődik a metanogének – metánt termelő mikroorganizmusok – iránt. A jelenleg az óceánfenékben és a kontinentális üledékekben rekedt metángáz becsült mennyisége általában kétszerese a visszanyerhető és nem visszanyerhető fosszilis tüzelőanyagok ismert készleteinek, bár a tényleges számok mindig változhatnak, ahogy a tudományos tudásbázis bővül.. A hatalmas metánzsebek fontos energiaforrássá válhatnak, mivel a fosszilis tüzelőanyag-készletek végül kimerülnek. Ezenkívül a metángáz potenciálisan jelentős mértékben hozzájárul a globális felmelegedéshez. Tehát mind környezetvédelmi, mind energiaügyi okokból a DOE érdekelt ezekben a mélytengeri mikroszkopikus közösségekben. Az INEEL csapata reméli, hogy megtudja, hol élnek szívesebben a metanogének, és miért, és kezdik megérteni, milyen gyorsan termelnek metánt.
A metanogének egy rendkívül ellenséges világban élnek – rideg, nagy nyomású környezetben, mélyen az óceán fenekén vagy a kontinentális felszín alatt. Az övék a nélkülözők birodalma – kevés élelem csordogál le a talajon, és hihetetlenül szűk az élettér az üledék pórusaiban. Gyakorlatilag a túlélésért küzdenek – sokkal inkább az élelmiszer-anyagcsere-képességük fenntartására összpontosítanak, nem pedig a szaporodásra.
A Delwiche célja az volt, hogy mintákat vegyen, és azokat sértetlenül, fagyasztva és szennyeződés nélkül szállítsa vissza a laboratóriumba elemzés céljából. Tengervízből és fúrófolyadékból gyűjtött mintákat kontrollként, hogy ellenőrizze, hogy a mintái nem szennyeződtek-e a fúrási folyamat során. A metanogénekről és a metánhidrátokról keveset tudunk, annak ellenére, hogy az olaj- és gázipari vállalatok évtizedek óta tudatában vannak létezésüknek. A mély felszín alatti mintákat, mint amilyeneket ezen az expedíción gyűjtöttek, nagyon nehéz és drága beszerezni, és állandóan korlátozó tényezőt jelentenek a kutatásban.
A tengerfelszín alatt 1109-1273 méterrel lévő magmintákkal az INEEL csapata megismeri a metanogén közösség függőleges eloszlását. A kutatók remélik, hogy munkájukkal két kérdésre is választ kapnak. A metán jelenléte – a mikroba hulladék mellékterméke – befolyásolja-e a további metántermelést? Maguk a mikrobák jelenléte befolyásolja-e a hidrátképződés sebességét?
Az egyik első lépés a mintákban lévő mikroorganizmusok számának megszámlálása lesz. Ez betekintést enged a kutatóknak abba, hogy a mikroorganizmusok milyen szubsztrátumokat és hőmérsékleteket részesítenek előnyben. Úgy tűnik, hogy a metanogének nagyon extrém körülmények között is képesek túlélni, de az, hogy mennyi metángázt és milyen gyorsan termelnek, még mindig elkerüli a kutatókat. "Még mindig nem értjük teljesen, mi fontos ezeknek a mikroorganizmusoknak a metántermeléséhez" - mondta Rick Colwell, az INEEL mikrobiológusa.
Ezt a kutatást a DOE National Energy Technology Laboratory és a Japanese Petroleum Exploration Company (JAPEX), valamint az INEEL diszkrecionális kutatási alapja támogatja. Az INEEL-t az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma számára a Bechtel BWXT Idaho, LLC üzemelteti.
