Микробы обладают замечательной способностью адаптироваться к экстремальным условиям в скважинах для гидроразрыва, согласно исследованию, опубликованному в октябрьском номере журнала Nature Microbiology.
Ученые во главе с исследователями из Университета штата Огайо обнаружили, что микробы на самом деле потребляют некоторые химические ингредиенты, обычно используемые в процессе фрекинга, создавая новые соединения, которые, в свою очередь, поддерживают микробные сообщества под землей. Этот процесс позволяет микробам выживать в очень суровых условиях, включая очень высокие температуры, давление и соленость.
Работа, основанная на образцах из скважин с гидроразрывом пласта в Пенсильвании и Огайо, помогает ученым понять сложные взаимодействия между микробами, что важно для понимания окружающей среды и недр планеты. Полученные данные также помогают ученым понять, что происходит в скважинах, где проводятся гидроразрывы пласта, и могут дать представление о таких процессах, как коррозия.
Дэвид Хойт, ученый из Лаборатории молекулярных наук об окружающей среде (EMSL) в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики, был частью команды, которая выискивала геохимические индикаторы микробной активности.
Команда изучила микробы в жидкости для гидроразрыва на глубине более полутора миль от поверхности земли. Исследователи измерили побочные продукты метаболизма, выделяемые микробами, что может сказать ученым, какие соединения производят микробы, откуда они черпают энергию и что им нужно для выживания.
Отбор проб побочных продуктов или метаболитов микробного сообщества дает представление о сообществе так же, как анализ крови дает информацию о здоровье человека, пищевых привычках и образе жизни.
Тщательное изучение метаболитов сообщества позволяет нам определить, какие химические изменения происходят с течением времени, как они поддерживают микробную жизнь в глубоких недрах и каковы общие биохимические стратегии для этих микробов, которые преобладают в разных местах. сланцевых образований», - сказал Хойт, биохимик.
Последствия для уровней метана, коррозия Используя несколько образцов, взятых из двух скважин за 10-месячный период, команда идентифицировала 31 различных микробов в жидкостях, полученных из сланцев с гидроразрывом пласта. Команда обнаружила, что трещиноватые сланцы содержат схожие микробные сообщества, даже если они происходят из колодцев, удаленных друг от друга на сотни миль, в разных типах сланцевых образований..
Сложная смесь - когда одни микробы производят соединения, которые другие используют или питаются - приводит к некоторым интересным результатам. Одно особенно интересное соединение, глицин-бетаин, позволяет микробам процветать, защищая их от высокой солености, обнаруженной в колодцах. Другие микробы могут впоследствии разлагать соединение, создавая больше пищи для бактерий, вырабатывающих метан. Еще в одном процессе могут образовываться вещества, способствующие коррозии стальной инфраструктуры в скважинах.
Ученые даже обнаружили в колодцах новый штамм бактерий, который они назвали «Frackibacter».
Ученые говорят, что требуется дополнительная работа, чтобы понять последствия исследования. Действие микробов играет центральную роль в том, сколько углерода попадает в атмосферу Земли, и в понимании того, как химические вещества в земле изменяются и перемещаются. Исследования, подобные этому, которые предоставляют новую информацию о микробных сообществах, могут иметь значение, выходящее за рамки гидроразрыва пласта.
«Исследование подчеркивает устойчивость микробной жизни к адаптации и колонизации среды обитания, структурированной по физическим и химическим особенностям, сильно отличающимся от их происхождения», - сказала соответствующий автор Келли Райтон, доцент кафедры микробиологии и биофизики в штате Огайо.