背后的机制的第一阶段的煤创造可能不是我们想的那样,这是根据一个研究小组发现,微生物是谁负责煤形成和甲烷在这些领域的生产,从一些煤对甲烷燃料复苏的领域。
研究人员观察了甲氧基集团煤炭样本来自世界各地和用稳定同位素表明有机材料最终成为煤炭通过微生物作用。
甲氧基由一个碳原子和三个氢原子与一个氧原子。氧原子可以连接到任何的地方更大的分子。在煤的情况下,它将连接到一个碳原子在煤的一个环安排。
“如果你调查地球化学家,大多数会说,煤是由温度、酸或催化剂,”马克斯·k·劳埃德说,地球科学的助理研究教授,宾夕法尼亚州立大学。欧洲杯线上买球“但我们的研究结果不一致与机制。他们表明,微生物直接消耗煤炭甲氧基组,将煤与甲烷。”
煤炭形式当植物在湿地森林落入水中,迅速掩埋。与泥炭有机材料开始,最终成为褐煤,然后亚烟煤的、沥青和无烟煤是埋深,变得更加集中在碳。无烟煤主要是碳,而褐煤仍然是植物。
今天根据劳埃德,大多数煤炭使用在诸如印度和中国褐煤或亚烟煤的,因为他们是唯一可用的类型很容易和便宜,但这些煤燃烧时产生温室气体的最大数量。解决这个问题,在这些煤层甲烷井-;煤层气(CBM);是有吸引力的桥梁远离化石燃料,但“煤层气生产井通常寿命有限,“研究人员注意到今天(11月12日)的《科学》杂志上。欧洲杯线上买球
“煤层气生产所面临的挑战是创建井是非常昂贵的,可能在一个月内干涸,“劳埃德说。“我们不知道为什么。生产者添加更多的微生物或更多营养(微生物),但这只适用如果这些限制因素,如果煤炭本身的限制因素。”
劳埃德最初看大量的甲氧基组最近在生活或死树,当他跟一位加州理工学院的研究生,伊丽莎白Trembath-Reichert,现在在亚利桑那大学的助理教授地球与太空探索学院的,谁是致力于微生物甲基煤炭消费。他们确认后,使用两种方法,观察是真实,劳埃德开始寻找一样的来自世界各地的煤炭。
甲氧基集团在煤炭转化为甲烷,但如何从煤甲烷形式了解甚少,据研究人员。为了更好地理解这个过程,研究人员观察了碳稳定同位素的甲氧基组留下。
稳定同位素的非放射性形式的一个元素包含一个不同数量的中子的原子核。包含12和13的碳同位素中子几乎是相同的,除了碳13,而少丰富自然,有点重。生物组织通常会喜欢一个同位素,这是原始的落后将不同同位素的比例通常发现。
当劳埃德和他的同事观察甲氧基组从木材到烟煤,他们发现同位素的形象不匹配会发现如果创建甲烷发生由于热,酸度或催化反应,但他们预期从微生物操作模式匹配。
“事实证明,有氧微生物在降解环是伟大的煤炭,但厌氧微生物没有拆开的好方法,”劳埃德说。“那么,厌氧菌的只剩下的事情之一就是切断了甲氧基部分。”
然后将这些释放了甲氧基组转化为甲烷。但是,一旦所有可用的甲氧基自由基环剪,微生物不能得到什么,反应停止和井干了。
“有趣的是,这些微生物释放酶切断了甲氧基,”劳埃德说。“他们是降解细胞外结构,限制因为煤不是一个解决方案和微生物不能容易的煤结构。”
据研究人员介绍,甲氧基集团煤炭的消耗时间点煤本身被甲烷生产的限制因素。因此,添加更多的微生物或营养成分不会产生更多的甲烷和另一种方法是必要的。
其他研究人员在这个项目包括约翰•m•艾勒,罗伯特·p·夏普教授地质和地球化学;维多利亚j .孤儿,詹姆斯·欧文的环境科学和生物学教授;欧洲杯线上买球和亚历克斯·l .会话,生物学教授;所有部门的地质和行星科学,加州理工学院;欧洲杯线上买球环境科学助理教授凯瑟琳·s·道森,罗格斯大学;欧洲杯线上买球莎拉·j·菲金地球科学教授,南加州大学;欧洲杯线上买球研究地质学家,玛丽亚Mastalerz印第安纳州地质和水调查,印第安纳大学。
美国国家科学基金会,美国宇欧洲杯线上买球航局,欧莱雅美国和美国化学学会支持这项工作。
