Projektbeschreibung
Entdeckung neuer „Rezepte“ der Erde für die unterirdische Erzeugung von Wasserstoff und Methan
Methan und Wasserstoff sind wichtige Energiequellen für Mikroben, insbesondere im Untergrund. Die meisten Kohlenwasserstoffe lassen sich auf gewisse Formen des Lebens zurückführen. Im Gegensatz dazu erzeugen Wasser-Gesteins-Reaktionen wie der als Serpentinisierung bezeichnete Prozess Wasserstoff und abiotisches Methan, die sich unabhängig von jeglichem Leben bilden, selbst in tief gelegenen Subduktionszonen. Diese Gase tragen wahrscheinlich zum globalen Wasserstoff- und Kohlenstoffkreislauf sowie zum Wachstum unterirdischer Mikroben bei. Über die Größe dieser Reservoirs und ihre Auswirkungen ist bisher jedoch nicht viel bekannt. Das EU-finanzierte Projekt DeepSeep will nun abschätzen, welche Mengen an abiotischem Wasserstoff und Methan in den Tiefen von Subduktionszonen produziert werden. Die Entdeckungen des Forschungsteams könnten unser Verständnis der Entstehung unterirdischer Energiequellen und ihrer Auswirkungen auf den globalen Kohlenstoffkreislauf, möglicherweise einschließlich der Klimatologie über die geologischen Zeitskalen hinweg, dramatisch verändern und Einblicke in die Verteilung und das Ausmaß des Lebens in den Tiefen der Erde und vielleicht sogar darüber hinaus geben.
Ziel
The deep subsurface biosphere is the largest microbiological habitat on Earth, with biomass and contribution to biogeochemical cycles comparable to surface biosphere. Deciphering the parameters that control and sustain deep subsurface life is vital in understanding the functioning of our planet, and additionally provides key information on how life emerged and where it could exist elsewhere. Among these parameters are the sources of essential energy for deep life, such as H2 and CH4. Great effort has been made to identify geological processes producing these compounds within the subsurface biosphere. Conversely, the identification of deeper sources of H2 and CH4 produced outside the parameter space for life is lacking, even though they could dramatically change our understanding of the distribution and magnitude of deep life on Earth and potentially beyond. Convergent margins focus the largest recycling of C from the deep Earth to the biosphere and atmosphere. Current models of deep C cycling do not include H2-CH4 deep fluxes and therefore cannot assess their potential role in sustaining deep life. My recent work indicates that H2 and CH4 can be produced in large amounts abiotically in subduction zones well below the biosphere by high-P serpentinization processes. This opens new fundamental questions: What is the magnitude of deep H2 and CH4 at convergent margins? How do they affect deep C cycling? To what extent deep H2 and CH4 fluxes sustain the biosphere? DeepSeep will answer these questions by providing the first ever estimates of deep H2-CH4 fluxes, as well as the missing means to detect source areas at depth, and will establish deep H2-CH4 role on deep C cycling and on deep biosphere processes. By bridging the two most striking peculiarities of Earth, subduction and life, DeepSeep has the potential for transformative discoveries, with long-term implications for global C cycle modeling, climatology, and the emergence and search for life on Earth and beyond.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyenvironmental engineeringwaste managementwaste treatment processesrecycling
- natural sciencesphysical sciencesastronomyplanetary sciencesplanets
- natural sciencesearth and related environmental sciencesgeologyseismologyplate tectonics
- natural sciencesearth and related environmental sciencesatmospheric sciencesmeteorologybiosphera
- natural sciencesearth and related environmental sciencesatmospheric sciencesclimatology
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
40126 Bologna
Italien