Metanproducerende mikrobielle samfund fundet i fracking-brønde

Dybt i den stenede jord, i de væskefyldte sprækker skabt af fracking, lever et fællesskab af meget interaktive mikrober - en der på én gang kan få alvorlige konsekvenser for energiselskaber, menneskers sundhed og videnskabsmænd, der undersøger potentialet for liv på Mars.

Ny forskning har afsløret de genetiske detaljer om mikrober fundet i fracking-brønde. Ikke alene trives en bred vifte af bakterier og vira i disse sprækker skabt af hydraulisk frakturering - de har også kraften til at producere metan, ifølge en undersøgelse ledet af forskere ved Ohio State University og offentliggjort i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences .

Det betyder, at det er muligt, at de små livsformer kan skabe mere energi - og fra en anden kilde - end fracking-virksomhederne går efter i første omgang.

På den anden side, mikrober fundet i prøver fra brønde i Ohio, West Virginia og Pennsylvania kunne pege på potentielle problemer fra et industrisynspunkt - de kunne vise sig at være ætsende, giftig eller på anden måde problematisk, sagde undersøgelsens hovedforfatter, Kelly Wrighton, en assisterende professor i mikrobiologi ved Ohio State.

"Energiselskaber bruger mange penge og ressourcer på at forsøge at slippe af med livet i disse systemer, " hun sagde.

Hydraulisk frakturering involverer at tvinge åbne sprækker i klipper dybt nede i jorden ved at indføre højtryksvæske og andre komponenter, herunder sand og kemikalier, at udvinde olie eller gas. Kemikalier, stabilisatorer og vand, der sprøjtes ind i brøndene, bidrager utvivlsomt til den mikrobielle mangfoldighed i dem, sagde forskerne.

Dette var den første undersøgelse, der så på mikrober fra flere steder i et kontrolleret miljø, og præsenterede en sjælden videnskabelig mulighed, sagde studie medforfatter Michael Wilkins, en assisterende professor i geovidenskab ved Ohio State.

"Disse brønde er så dybe og svære at prøve - adgang til væsken i brøndene gav os en unik mulighed for at forstå, hvordan disse mikrober lever af disse saltlage, højt tryk, høje temperaturforhold, " sagde Wilkins.

Resultaterne i undersøgelsen vil informere fracking-industrien, miljøforkæmpere og andre. Men de har også potentielle konsekvenser langt længere væk fra hjemmet.

"At finde livet i disse stenede, saltet, svært at overleve forhold ville ikke være ulig at finde liv på en anden planet, " sagde Wrighton, der for nylig ansøgte om en NASA-bevilling i forhold til denne forfølgelse.

"Hvis vi vil tænke på, hvordan livet ville være, hvis det kunne eksistere på Mars, det er nok et ret godt sted at starte."

Tidligere undersøgelser af fracking brønde havde dokumenteret tilstedeværelsen af ​​nogle mikrober og fremhævet deres evne til at lave metan, men tilbød ikke detaljerede oplysninger om, hvor komplekse fællesskaberne er, og hvordan de interagerer, sagde studie medforfatter Mikayla Borton, en kandidatstuderende i miljøvidenskab i Wrightons laboratorium.

Disse svar kom fra at tage 40 prøver fra fem fracking-brønde ind i laboratoriet, manipulere miljøet til at "trække ud" mikrober, der ikke ville være blevet identificeret i et grundlæggende felteksperiment og udføre genomiske analyser.

Forskerne tilføjede også en forbindelse kaldet glycinbetain til prøverne og sporede gasfrigivelse over tid, bekræfter det, når du bliver bedt om det, mikroberne producerede metan.

"Det er virkelig vigtigt at vide, hvad disse organismer kan gøre - at forstå deres genomiske potentiale og metaboliske interaktioner - og finde ud af, hvilken indflydelse det kan have på økosystemet, " sagde Borton.

"Vi fandt her, at flere brønde har lignende mikroorganismer, som er i stand til at producere metan. I teorien, det kunne betyde, at stimulering af det mikrobielle samfund på en eller anden måde kunne øge energiudbyttet. Det er ikke gjort i skifer endnu, men det gøres i andre systemer, herunder i kulminedrift, " hun sagde.

Desuden, mikroberne fundet i fracking-minerne har paralleller med mikrober fundet i andre proteinrige økosystemer, inklusive menneskets tarm og jord, sagde Borton.

"Det, vi lærer om disse fracking-mikrober, kan have potentialet til at hjælpe med at besvare spørgsmål om menneskers sundhed - herunder hvordan plak dannes i vores arterier, når vi har hjerte-kar-sygdomme, " hun sagde.