Микробные сообщества процветают в глубине скважин для гидроразрыва пласта
Согласно исследованию, опубликованному в октябрьском номере Nature Microbiology, микробы обладают удивительной способностью адаптироваться к экстремальным условиям в скважинах для гидроразрыва пласта (ГРП).
Учёные под руководством исследователей из Университета штата Огайо обнаружили, что микробы фактически потребляют некоторые химические компоненты, обычно используемые в процессе ГРП, создавая новые соединения, которые, в свою очередь, поддерживают микробные сообщества под землёй. Этот процесс позволяет микробам выживать в очень суровых условиях, включая высокие температуры, давление и солёность.
Работа, основанная на образцах из гидроразрывных скважин в Пенсильвании и Огайо, помогает учёным понять сложные взаимодействия между микробами, что важно для понимания окружающей среды и недр планеты. Результаты также помогают понять, что происходит в скважинах ГРП, и могут дать представление о таких процессах, как коррозия.
Последствия для уровня метана и коррозии
Используя множественные образцы, взятые из двух скважин в течение 10-месячного периода, команда идентифицировала 31 различный микроорганизм в жидкостях, полученных из гидроразрывных сланцев. Учёные обнаружили, что в сланцах после ГРП содержались схожие микробные сообщества, даже несмотря на то, что они происходили из скважин, расположенных в сотнях километров друг от друга, в разных типах сланцевых формаций.
Сложная смесь — где одни микробы производят соединения, которые другие используют или потребляют — приводит к интересным результатам. Одно особенно интересное соединение, глицинбетаин, позволяет микробам процветать, защищая их от высокой солёности в скважинах. Другие микробы могут впоследствии разлагать это соединение, чтобы генерировать больше пищи для бактерий, производящих метан. Ещё один процесс может производить вещества, способствующие коррозии стальной инфраструктуры скважин.
Учёные даже обнаружили новый штамм бактерий внутри скважин, который они назвали «Frackibacter».
Исследователи подчеркивают, что необходима дополнительная работа для понимания последствий исследования. Микробная активность является ключевой для понимания того, сколько углерода попадает в атмосферу Земли, а также для понимания того, как химические вещества в земле изменяются и перемещаются.
«Исследование подчёркивает устойчивость микробной жизни к адаптации и колонизации среды, структурированной физическими и химическими особенностями, сильно отличающимися от их происхождения», — сказала автор-корреспондент Келли Райтон, доцент микробиологии и биофизики в Университете штата Огайо.
Для проведения исследования учёные использовали ресурсы двух пользовательских объектов Управления науки Министерства энергетики США (DOE).