Opis projektu
Jak Ziemia produkuje wodór i metan głęboko pod powierzchnią
Metan i wodór są podstawowymi źródłami energii dla mikroorganizmów, szczególnie tych żyjących głęboko pod ziemią. Większość węglowodorów powstaje w wyniku aktywności organizmów żywych, jednak reakcje zachodzące między wodą i skałami, w tym w procesie zwanym serpentynizacją, także mogą wytwarzać wodór i abiotyczny metan. Procesy takie są niezależne od organizmów żywych i mogą zachodzić głęboko pod ziemią w tak zwanych strefach subdukcji. Gazy te prawdopodobnie odgrywają pewną rolę w globalnym obiegu wodoru i węgla oraz w rozwoju mikroorganizmów żyjących pod powierzchnią ziemi, ale niewiele wiadomo na temat wielkości tych zasobów i skutków ich działania. Unijny projekt DeepSeep ma na celu oszacowanie, jakie ilości abiotycznego wodoru i metanu są produkowane w strefach subdukcji. Wyniki tych badań mogą radykalnie zmienić sposób, w jaki rozumiemy procesy tworzenia się głębokich źródeł energii i ich wpływ na globalny obieg węgla, potencjalnie włączając w to klimatologię w geologicznych okresach czasu, oraz dostarczyć informacji na temat rozmieszczenia i skali organizmów żyjących pod powierzchnią Ziemi i być może innych ciał niebieskich.
Cel
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.
Dziedzina nauki
- 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
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
40126 Bologna
Włochy