È nota da tempo l’esistenza di metano abiotico – creato in reazioni che non coinvolgono la materia organica o le creature viventi – seppellito nel fondo del mare e rilasciato attraverso sfoghi che si aprono nelle profondità marine, ma le origini del gas in questo ambiente sottomarino non erano completamente comprese.
“Identificare una fonte abiotica di metano di acque profonde è stato un problema con cui abbiamo lottato per molti anni“, afferma il geochimico marino Jeffrey Seewald della Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI).
“Ecco una fonte di energia chimica che viene creata dalla geologia“.
In un nuovo studio, Seewald e altri ricercatori dell’OMS hanno analizzato campioni di roccia prelevati dal mantello superiore e dalla crosta oceanica inferiore: 160 pezzi di roccia in totale, provenienti da numerose creste oceaniche, zone di subduzione e sezioni elevate di crosta oceanica chiamate ofioliti.
In quasi tutte le località campionate, le tecniche di spettroscopia e microscopia hanno rivelato che le rocce contenevano sacche di metano, spesso insieme a idrogeno.
Canali di inclusione di fluidi ricchi di metano e idrogeno (punti neri) nella roccia olivina. (Frieder Klein)
Per quanto riguarda il modo in cui viene prodotto il metano, i ricercatori affermano che accade che l’acqua di mare, che filtra lentamente in profondità attraverso la crosta oceanica, rimane intrappolata in un minerale chiamato olivina, il componente principale del mantello superiore della Terra.
Nel tempo, il minerale, inizialmente caldo, inizia a raffreddarsi. Quando lo fa, l’acqua intrappolata all’interno delle “inclusioni fluide” della roccia attraversa una reazione chimica chiamata serpentinizzazione, che finisce per produrre sia metano che idrogeno.
Una volta formati, i ricercatori spiegano che il metano e l’idrogeno possono rimanere sigillati all’interno della roccia “su scale geologiche fino a quando non vengono estratti per dissoluzione o frattura dell’ospite di olivina“.
Si tratta di una informazione importante e non solo per il metano sulla Terra.
Sappiamo che il metano esiste altrove nel Sistema Solare, come su Marte e sulla luna di Saturno chiamata Titano, e queste nuove scoperte possono aiutarci a spiegare come si possa essere formato in quei mondi, anche in assenza di acqua liquida o attività idrotermale.
“Poiché le inclusioni fluide possono formarsi nelle rocce ricche di olivina che interagiscono con l’acqua su corpi celesti altrove nel nostro Sistema Solare, la loro formazione può avere implicazioni chiave per il mantenimento della vita microbica oltre la Terra“, scrivono gli autori nel loro documento, osservando che l’eventuale sfiato o fuga di queste fonti di combustibile dalle rocce potrebbe potenzialmente sostenere forme di vita senza nient’altro su cui nutrirsi.
“Il rilascio odierno di sostanze volatili intrappolate da questi meccanismi può fornire H2 [idrogeno] e CH4 [metano] sufficienti per fornire agli ecosistemi microbici donatori di elettroni in ambienti naturali dove la formazione di H2 o CH4 non sarebbe altrimenti favorevole“.
Un veicolo azionato a distanza preleva il fluido da uno sfiato idrotermico. (Chris German / WHOI / NSF, NASA / ROV Jason 2012)
Sulla Terra, è possibile che questo ciclo di produzione e rilascio chimico possa essere stato esso stesso un fattore importante per l’esistenza di organismi terrestri che vivono nell’oceano da tempo immemorabile.
In effetti, i ricercatori affermano che il processo “si sta probabilmente verificando sin dall’inizio della tettonica delle placche” e “potrebbe aver supportato gli ecosistemi microbici all’interno di diversi ambienti geologici“.
Detto questo, il team riconosce la loro spiegazione della presenza di questo vasto deposito di metano sia diventata in qualche modo speculativa. L’origine dei fluidi intrappolati non può essere determinata in modo inequivocabile, scrivono, ma notano che la loro rilevazione di altri prodotti chimici all’interno delle rocce è “coerente con un fluido di origine simile all’acqua di mare“.
Anche se non avessero ragione al 100% sulla storia delle origini di questo misterioso metano, l’altra importante informazione che si ricava dal loro studio è su quanto possa essere esteso l’enorme deposito di metano sottomarino.
La quantificazione dell’estensione del metano oceanico sepolto non era l’obbiettivo principale dello studio ma, basandosi sui campioni di roccia analizzati, il team stima che i depositi oceanici in totale supererebbero la quantità di metano presente nell’atmosfera terrestre prima dell’era industriale.
“L’estrapolazione dei nostri risultati a livello globale suggerisce che le inclusioni possono rappresentare una delle maggiori fonti di CH4 abiotica sulla Terra“, concludono i ricercatori.
I risultati dello studio sono riportati in PNAS.
