La roche mère à partir de laquelle le méthane abiotique est produit, sans l'action de substances organiques, a été découverte. C'est ce qu'indiquent des recherches menées par l'INGV en collaboration avec une équipe internationale. Les résultats ont été publiés dans la revue Scientific Reports of Nature.
Identifié dans les chromitites, roches ignées riches en métaux, la roche « mère » (roche mère) de méthane abiotique, un type de gaz naturel différent de celui couramment utilisé comme source d'énergie et qui pourrait également être présent sur Mars. Une équipe de chercheurs deIstituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), l'Université de Patras, l'Université de Brunei Darussalam et la Carnegie Institution for Science à Washington.
Je risultati della Ricerca Méthane abiotique répandu dans les chromitites, ont été publiés dans la revue Scientific Reports of Nature Lien.
« Le méthane abiotique », explique Monia Procesi, chercheuse à l'INGV, « peut provenir de roches non sédimentaires formées à de grandes profondeurs dans la croûte terrestre. Contrairement au méthane ordinaire, biotiqueProduit par des bactéries ou par la dégradation de la matière organique, ce gaz est produit uniquement par des réactions chimiques entre l'hydrogène et le dioxyde de carbone, à des températures pouvant être inférieures à 150 °C. Ce processus se produit au sein de formations géologiques appelées ophiolites, qui représentent des fragments de croûte océanique remontés à la surface des continents par des processus tectoniques.
Au cours des 30 dernières années, la littérature scientifique a documenté la présence de méthane abiotique dans des manifestations gazeuses à la surface de la Terre, dans les sources d’eau et dans les aquifères souterrains, mais on ne sait pas précisément de quelle roche provient ce gaz.
« Pour identifier la source exacte du gaz », poursuit Procesi, « nous avons effectué de multiples analyses sur toutes les roches composant la séquence ophiolitique en Grèce, appelées serpentinites, péridotites, chromitites, gabbros, rodingites et basaltes. Les roches », explique l'expert de l'INGV, « ont été concassées et le gaz libéré a été analysé à l'aide de divers instruments. Il a été constaté que seules les chromitites contiennent des quantités importantes de méthane et d'autres hydrocarbures tels que l'éthane et le propane, tous d'origine abiotique. Cela semble dû à la présence d'hydrogène et de dioxyde de carbone, qui réagissent avec certains métaux, comme le chrome et le ruthénium. »
Une fois identifié dans la chromitite, le roche mère qui génère du méthane abiotique, le groupe de recherche, grâce à des investigations supplémentaires de spectroscopie Raman à haute résolution, a pu comprendre que ces roches sont très poreuses et fracturées et que le gaz est hébergé, et probablement produit, précisément dans ces fractures, où le passage de l'hydrogène et du dioxyde de carbone est plus facile.
« Les implications de cette recherche sont multiples », explique le chercheur, « et vont de l'équilibre du méthane atmosphérique à l'origine de la vie, en passant par l'étude du méthane sur les planètes rocheuses. Les chromitites pourraient en effet représenter une nouvelle source géologique de méthane pour l'atmosphère : récemment, grâce à d'autres études de l'INGV, les émissions géologiques ont été prises en compte parmi les sources naturelles de gaz à effet de serre, mais les chromitites n'étaient pas encore prises en compte. De plus, la conversion abiotique du dioxyde de carbone en méthane est considérée comme une étape fondamentale dans l'origine de la vie, car le méthane est une source d'énergie pour la vie microbienne. Les chromitites pourraient donc être le siège des premiers processus prébiotiques sur Terre. L'étude fournit également une explication possible à la présence de méthane sur Mars, qui possède des roches similaires aux chromitites terrestres », conclut l'expert.
Abstract
G. Etiope, E. Ifandi, M. Nazzari, M. Procesi, B. Tsikouras, G. Ventura, A. Steele, R. Tardini, P. Szatmari
Les découvertes récurrentes de méthane abiotique dans les suintements et sources de gaz des massifs ophiolites et péridotites du monde entier soulèvent la question de savoir où et dans quelles roches le méthane a été généré. Les réponses influenceront les théories sur l'origine de la vie liée à la serpentinisation des roches ultramafiques et sur l'origine du méthane sur les planètes rocheuses. Nous démontrons ici, par des analyses moléculaires et isotopiques du gaz libéré par le concassage des roches, que parmi les nombreuses roches mafiques et ultramafiques composant les ophiolites classiques de Grèce, à savoir la serpentinite, la péridotite, la chromitite, le gabbro, la rodingite et le basalte, seules les chromitites, caractérisées par de fortes concentrations de chrome et de ruthénium, contiennent des quantités considérables de méthane enrichi en 13C, d'hydrogène et d'hydrocarbures plus lourds à tendance isotopique inverse, typiques d'une origine gazeuse abiotique. Les analyses Raman suggèrent que le méthane est occlus dans des microfractures étendues et des veines poreuses remplies de serpentine ou de chlorite. Le chrome et le ruthénium pourraient être des catalyseurs métalliques clés pour la production de méthane par réaction de Sabatier. Les chromitites pourraient constituer des roches mères de méthane abiotique sur Terre et, potentiellement, sur Mars.
Figure 1 - CH4 (méthane) détecté par Raman dans les veines de chromitite de la séquence ophiolitique de Vourinos.
Figure 2 - Présence de méthane dans les ophiolites de Vourinos (a) et d'Othrys (b). On ne trouve du méthane que dans les couches riches en chromite du corps ultramafique. Les péridotites et autres roches sus-jacentes ou sous-jacentes aux chromitites, comme les gabbros et les basaltes, ne contiennent pas de méthane.