Ученые раскрыли механизм образования каменного угля

Patrick Mansell, Penn State

Ученые провели исследование и выяснили, что ранние этапы формирования каменного угля связаны с воздействием микроорганизмов, которые выделяют метан

Каменный уголь известен человечеству довольно давно, и до сих пор это полезное ископаемое используют для получения энергии, несмотря на то, что его добычу стараются сократить. Но вместе с углем в толще пород могут залегать и другие вещества, которые также можно использовать в энергетике и промышленности. Однако, несмотря на то, что уголь знаком нам с незапамятных времен, мы до сих пор очень мало знаем о начальных этапах его синтеза.

Исследователи в новой работе изучили метоксильные группы в образцах угля со всего мира и использовали стабильные изотопы, чтобы показать, что органический материал в конечном итоге превращается в камень под действием микроорганизмов. Метоксильные группы в угле превращаются в метан, но исследователи считают, что процесс образования метана из угля изучен плохо. Чтобы лучше понять этот процесс, ученые использовали стабильные изотопы углерода в оставшихся метоксильных группах.

Метоксильная группа состоит из атома углерода с тремя атомами водорода, присоединенными к кислороду. Атом кислорода может прикрепляться к любому месту в более крупной органической молекуле. В нашем случае он присоединяется к атому углерода в одном из кольцевых соединений, содержащихся в угле. Авторы изучили метоксильные группы в множестве веществ, от древесины до битуминозного угля.

Ученые обнаружили, что профиль изотопов не соответствует общепринятому механизму образования метана из угля под действием тепла, повышенной кислотности или каталитических реакций. Однако, этот профиль соответствовал сценарию воздействия микроорганизмов на органический материал. По мнению исследователей, истощение метоксильных групп в угле с течением времени указывает на то, что сам уголь имеет органиченный ресурс в производстве метана. Таким образом, добавление большего количества микробов или питательных веществ не приведет к увеличению производства метана — для этого потребуется другой подход.

Статья об открытии опубликована в журнале Science.