NGV-Geonieuws 118 artikel 686

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Juni 2006, jaargang 8 nr. 11 artikel 686

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 118! Op de huidige pagina is alleen artikel 686 te lezen.

<< Vorig artikel: 685 | Volgend artikel: 687 >>

686 Methaan werd al vroeg door microorganismen geproduceerd
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Olie, Gas & Mijnbouw ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Methaangas (CH4) is een veel sterker broeikasgas dan bijv. koolzuurgas (CO2). Het wordt momenteel op tal van wijzen geproduceerd, maar er kunnen in principe binnen korte tijd extreem grote hoeveelheden methaan in de atmosfeer terechtkomen door het uiteenvallen van gashydraten uit de zeebodem of uit permafrostgebieden. Dat is in het geologische verleden waarschijnlijk ook gebeurd, onder meer aan het eind van het Paleoceen (55 miljoen jaar geleden). Ook bij de grootste massauitsterving op aarde, op de grens tussen Perm en Trias (251 miljoen jaar geleden) speelde plotseling vrijkomend methaangas mogelijk een grote rol.


Hydrothermale intrusie (dyke) waarin de kwarts met insluitsels werd aangetroffen

De natuurlijke productie van methaangas vindt voor het overgrote deel plaats door microorganismen die leven op plaatsen waar zuurstof niet in noemenswaardige hoeveelheden aanwezig is. Uit de genetische informatie van deze organismen blijkt dat deze al vroeg in de aardgeschiedenis moeten zijn ontstaan; deze zogeheten methanogenen verschillen fundamenteel van andere bacteriŽn en Archaea. Het is echter niet duidelijk wanneer deze methanogenen ontstonden; wel waren er aanwijzingen (op basis van de verhouding tussen de diverse koolstofisotopen in kerogeen) dat er 2,8 miljard jaar geleden al methaanvormende organismen bestonden.

Nu blijkt dat ze al veel vroeger in de aardgeschiedenis aanwezig moeten zijn geweest. Dat blijkt uit onderzoek door een team van Japanse aardwetenschappers. Ze gingen ervan uit dat, wanneer er methaan werd geproduceerd (en dat kan in de vroege aardgeschiedenis alleen zijn gebeurd door in zee levende organismen), het methaan op zín minst voor een deel in het zeewater terecht moest zijn gekomen. Als dat zeewater werd opgesloten in gesteenten, dan zijn er in die gesteenten wellicht nog resten van dat methaan te vinden. De onderzoekers hebben daarom in gebieden met zeer oude gesteenten systematisch gezocht naar lagen waarin dat het geval zou kunnen zijn. Ze vonden tenslotte wat ze zochten!


Microscopische opname (gepolariseerd licht) van de grove kwartskristallen (felle kleuren) waarin de insluitsels (zwarte stipjes) voorkomen

Zoín 3,5-3,45 miljard jaar geleden werd, in wat nu AustraliŽ is, de Dresser Formatie gevormd. Die bestaat vooral uit kussenlavaís en sedimenten. De basaltpakketten zijn doorsneden door aders die ontstonden door het binnendringen van heet water (met daarin opgelost allerlei elementen). Sommige van die aders stoppen in de sedimenten van de Dresser formatie, wat inhoudt dat ze tijdens de afzetting van die sedimentpakketten werden gevormd (en dus ongeveer even oud zijn). In deze aders werd bij het afkoelen onder meer kwarts gevormd, en in de kwartskristallen komen vloeistofinsluitsels voor, die bestaan uit het water dat ter plaatse voorhanden was (dus het zeewater). In die vloeistofinsluitsels komen ook CO2 en CH4 voor. Veel van de insluitsels komen voor langs groeilijnen van de kwartskristallen, wat moeilijk anders te verklaren is dan door insluiting tijdens de kristallisatie van de kristallen. Die vloeistofinsluitsels met gasbelletjes zijn dus even oud als de sedimenten die ingebed liggen tussen goed gedateerde basalten. Andere vloeistofinsluitsels zijn mogelijk later ontstaan.

Het blijkt dat deze 'andere' vloeistofbelletje koolzuurgas en methaangas bevatten waarvan de verhouding tussen de koolstofisotopen niet wijst op een organische oorsprong. Voor de insluitsels die de groeilijnen van de kristallen volgen, wijzen de koolstofisotopen echter juist wel op een organische oorsprong. Er moeten ten tijde van het ontstaan van de Dresser Formatie dus al methanogenen zijn geweest. Het gaat in dat geval niet alleen om het oudste aardgas dat ooit op aarde is aangetroffen, maar ook om veel oudere methaanproducerende bacteriŽn dan tot nu toe bekend waren.


Methaaninsluitsels (1-5 micron groot) in de kwarts.

Dit zou een hoop verklaren. De zon was destijds namelijk nog veel minder krachtig dan nu, en op basis van die geringe zonnewarmte zou al het water op aarde destijds bevroren moeten zijn geweest. Dat was echter niet het geval. Uit de nieuwe vondst mag nu naar alle waarschijnlijkheid worden geconcludeerd dat de vroege methanogenen zoveel methaangas in de (vrijwel zuurstofloze) atmosfeer hebben gebracht, dat daardoor een broeikaseffect ontstond dat sterk genoeg was om vloeibaar water te laten ontstaan. Daardoor worden theorieŽn die uitgingen van onwaarschijnlijk sterke vulkanische activiteit om het vloeibare water op de vroege aarde te verklaren, overbodig.

Referenties:
  • Canfield, D.E., 2006. Gas with an ancient history. Nature 440, p. 426-427.
  • Ueno, Y., Yamada, K., Yoshida, N., Maruyama, S. & Isozaki, Y., 2006. Evidence from fluid inclusions for microbial methanogenesis in the early Archaean era. Nature 440, p. 516-519.

Fotoís welwillend ter beschikking gesteld door Yuichiro Ueno, Research Center for the Evolving Earth and Planet, Tokyo Institute of Technology, Tokyo (Japan).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl