Poszukiwanie węglowodorów w głębinach oceanów
Pomimo istotnych postępów w tym zakresie, Europa nie jest jeszcze w stanie zaspokoić całego swojego zapotrzebowania na energię ze źródeł odnawialnych. Dopóki nie będzie to możliwe, paliwa kopalne pozostaną ważnym składnikiem koszyka energetycznego. Nie oznacza to jednak, że Europa nie powinna korzystać z czystszych form takich paliw. „Europejskie gospodarki i mieszkańcy Starego Kontynentu potrzebują zrównoważonych, przystępnych cenowo i niezawodnych źródeł energii”, wyjaśnia Jens Kallmeyer, geomikrobiolog Ośrodka Nauk o Ziemi im. Helmholtza(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Gaz ziemny - rozwiązanie wszystkich problemów
Gaz ziemny jest nie tylko źródłem mniejszych ilości emisji w porównaniu z innymi paliwami kopalnymi, ale dodatkowo jest także surowcem, którego złoża znajdują się na terenie Europy. Wyzwanie polega na tym, że Europa jest gęsto zaludnionym kontynentem, co utrudnia poszukiwanie złóż surowców energetycznych. „Równoważenie poszukiwania i produkcji energii z odpowiedzialnym zarządzaniem zasobami środowiskowymi będzie wyzwaniem w nadchodzących latach”, dodaje Kallmeyer. W znalezieniu równowagi pomaga zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu PROSPECTOMICS(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Innowacyjne metody wykrywania nieznanych złóż węglowodorów
Poszukiwanie złóż ropy naftowej i gazu ziemnego na wodach europejskich ograniczają obecnie rygorystyczne przepisy środowiskowe, a głębokie odwierty są zbyt kosztowne. Zespół projektu PROSPECTOMICS postanowił zamiast tego zbadać powierzchnię dna oceanu. Zdaniem Kallmeyera, który pełni rolę głównego badacza, każde złoże ropy i gazu przecieka w pewnym stopniu. Płynące w górę węglowodory mogą pozostawić na powierzchni wiele śladów geologicznych, ponieważ stanowią źródło energii dla istot żywych na dnie morza. Choć widoczne naturalne wycieki były wcześniej wykorzystywane do poszukiwania węglowodorów, nie wszystkie są widoczne na dnie oceanu. „Niewielkie wycieki węglowodorów docierające do warstwy podpowierzchniowej mogą powodować niewidoczne zmiany w strukturze społeczności drobnoustrojów i procesach metabolicznych, jednocześnie nie wywołując widocznych objawów na powierzchni”, wyjaśnia Kallmeyer. „Naszym celem jest opracowanie innowacyjnych sposobów wykrywania tych dotychczas nieznanych miejsc”. Umożliwią to najnowocześniejsze techniki omiczne i biogeochemia na najwyższym poziomie. „Łącząc techniki omiczne wykorzystywane w badaniach środowiskowych z kontekstową wiedzą o otoczeniu chemicznym, będziemy w stanie analizować próbki osadów z górnych trzech metrów dna morskiego”, zauważa Kallmeyer.
Algorytmy uczenia maszynowego analizują duże zbiory danych
Zastosowanie tych technik przyczyniło się do wygenerowania olbrzymich ilości danych, które wymagają analizy za pomocą algorytmów uczenia maszynowego i modeli predykcyjnych. Ze względu na znaczne opóźnienie spowodowane pandemią COVID-19, zespół dopiero niedawno zaczął analizować zgromadzone dane. Pomimo tych opóźnień, zespół dokonał szeregu istotnych ustaleń. Badacze odkryli między innymi, że nawet w przypadku zużycia węglowodorów wyciekających ze złóż poniżej głębokości pobierania próbek, mikroorganizmy znajdujące się w uzyskanych rdzeniach nadal noszą ślady zwiększonego wkładu energii chemicznej.
Poszukiwanie węglowodorów z minimalnym wpływem na środowisko naturalne
Choć badaczy czeka jeszcze mnóstwo pracy, zespołowi projektu PROSPECTOMICS udało się zbudować zbiór danych wieloomicznych opartych na równoległych próbkach umożliwiających bezpośrednie porównania. „Nigdy wcześniej nikomu nie udało się osiągnąć takiej rozdzielczości”, wyjaśnia Kallmeyer. Badacze są przekonani, że są na dobrej drodze do zaprojektowania opartego na biologii narzędzia do szybkiego i minimalnie inwazyjnego badania przesiewowego nawet niewielkich wycieków węglowodorów w osadach morskich. „Gromadząc zestaw biologicznych odcisków palców, nasze narzędzie pomoże w poszukiwaniu węglowodorów przy minimalnym wpływie na środowisko, a także na wykrywanie drobnych wycieków w rurociągach”, podsumowuje Kallmeyer.
