Twee tot drie kilometer onder het oppervlak van het Northern Territory van Australië ligt begraven energie. Onlangs werd geschat dat de gelaagde rotsformaties die bekend staan ​​als de Velkerri Shale meer dan 118 biljoen kubieke voet gas bevatten.

Hoewel deze gasreserves duidelijk groot zijn, wat echt opmerkelijk is, is hun leeftijd. Deze rotsen werden afgezet 1, 400 miljoen jaar geleden, in een oceaan die bekend staat als de Roper Seaway. Deze rotsen, en hun omhulde olie en gas, zijn ongeveer een miljard jaar ouder dan gesteenten waar gewoonlijk olie en gas worden gevonden.

De moleculen waaruit de olie en het gas bestaan ​​- koolwaterstoffen genoemd omdat ze uit waterstof- en koolstofatomen bestaan ​​- zijn de lang ontbonden overblijfselen van dode bacteriën die oude oceanen bewoonden.

Dit zijn de meest onconventionele koolwaterstoffen die tot nu toe zijn ontdekt; "onconventioneel" vanwege het soort gesteente waarin ze zich bevinden, en hun leeftijd. Deze oudheid geeft ons een zeldzame kans om de overblijfselen van de bacteriën te gebruiken om de chemie van de oude oceanen te onderzoeken, de samenstelling van de oude atmosfeer, en de aard van het leven 1, 400 miljoen jaar geleden.

Oude oceanen

Onlangs hebben we veel geleerd over het oude mariene milieu van de aarde.

Dit is bereikt door zeldzame elementen te analyseren, met name cerium (Ce) en molybdeen (Mo) gewonnen uit de eens levende organische stof in de Velkerri-schalie. Ce en Mo fungeren als indicatoren voor hoeveel zuurstof er beschikbaar was in de oceanen 1, 400 miljoen jaar geleden. De studies onthullen een zuurstofarme oceaan, zelfs in oppervlaktewateren. Op diepere diepten was deze oceaan volledig giftig, rijk aan waterstofsulfide.

Deze resultaten geven aan dat de atmosfeer van de aarde op dat moment zuurstofarm was. In feite, het is waarschijnlijk dat het minder dan 3% zuurstof bevatte. Momenteel genieten we van 21% zuurstof in de atmosfeer van de aarde en een grotendeels zuurstofrijke oceaan.

Verder werk van onze collega's was gericht op het extraheren van moleculen van biologische oorsprong uit dezelfde rotsen. Deze "biomarkers" hebben een oceaan onthuld die wordt gedomineerd door bacteriën.

Maar waarom is de leeftijd van de Velkerri Shale zo ongebruikelijk? Het heeft veel te maken met de unieke opeenvolging van gebeurtenissen die moeten plaatsvinden om olie en gas te produceren en te behouden.

Hoe olie en gas zich ondergronds vormen

Olie en gas worden geproduceerd uit gesteente dat bekend staat als zwarte leisteen. Deze rotsen bevatten veel organisch materiaal (materialen die ooit leefden); in dit geval, de organische stof is de afgebroken resten van bacteriën.

Om organisch materiaal om te zetten in olie of gas is warmte nodig, maar niet te veel:je moet de rotsen een paar miljoen jaar voorzichtig koken tot temperaturen tussen 60℃ en 160℃. Dit doe je door de rotsen te begraven.

De aarde wordt heter naarmate je dieper gaat, iets wat mijnwerkers goed weten. In feite, de diepste mijn ter wereld (in Zuid-Afrika) gaat 3,4 kilometer naar beneden, en de rotstemperaturen daar beneden zijn een ongelooflijke 60℃.

Olie en gas vormen zich wanneer de rotsen een beetje dieper worden dan dit. Deze temperaturen worden vaak het olie- en gasvenster genoemd. Als de organische stof dit temperatuurvenster niet bereikt, olie en gas worden niet geproduceerd.

Botsende platen vermijden

De vijand van het behoud van oude olie en gas is platentektoniek, of bewegende rotslagen aan het aardoppervlak.

Een groot deel van de planeet is gevormd door platentektoniek. In feite, grote continentale botsingen gebeuren nogal incidenteel, tijdens de assemblage van supercontinenten. Deze massale continentale samensmeltingen vinden plaats in een regelmatige cyclus van 600 miljoen jaar.

Maar als olie- en gashoudende zwarte schalies zich op een plaatrand bevinden, ze worden vaak te diep begraven, ze te veel verhitten en vernietigen.

Het feit dat de Velkerri-schalie enorme hoeveelheden olie en gas bevat, betekent dat deze rotsen gedurende 1 jaar geen temperaturen boven 160 ℃ hebben gehad. 400 miljoen jaar. Dit is vrij opmerkelijk gezien het feit dat Australië betrokken is geweest bij grote tektonische omwentelingen in verband met de assemblage van twee supercontinenten gedurende deze tijd, Rodinia en Pangea.

De meeste olie en gas die we als energiebron gebruiken, is afkomstig van gesteenten van minder dan 500 miljoen jaar oud. en de overgrote meerderheid is minder dan 300 miljoen jaar oud. Jonge rotsen zijn er nog niet zo lang, dus zijn ze minder snel ingeklemd tussen botsende platen.

Deze jonge olie- en gasreserves gevormd na de Cambrische explosie, in een tijd dat er op aarde veel planten- en dierenleven was.

"Piekolie" heroverwegen

De Velkerri Shale bevat genoeg gas om Australië meer dan 90 jaar van stroom te voorzien. tegen het huidige verbruik. Hoewel slechts een deel van dit gas kan worden teruggewonnen, een schatting van de hulpbronnen van 118 biljoen kubieke voet vormt een grote onconventionele schaliegasreserve aan land in een land dat binnenkort de grootste gasexporteur ter wereld zal worden.

Olie en gas zijn niet-hernieuwbare hulpbronnen. Het concept van "piekolie" of meer in het algemeen "piekkoolwaterstoffen" verwijst naar het tijdstip waarop de maximale snelheid van olie- en gaswinning wordt bereikt. Echter, de technologische ontwikkeling van onconventionele olie en gas, en nu het besef dat gas kan worden gewonnen uit extreem oude rotsen, zoals de Velkerri-schalie, betekent dat de komst van "Peak Hydrocarbons" verder kan worden vertraagd.

De ontwikkeling van onconventionele olie en gas blijft omstreden, en een goed geïnformeerd publiek debat zal uiteindelijk beslissen of dergelijke schaliegasbronnen worden ontwikkeld.

Als de Velkerri Shale van exploratie naar productie gaat, we zullen gebruik maken van gas dat wordt geproduceerd in een 'slijmwereld' die bijna een miljard jaar bestond voordat het eerste complexe leven op aarde zich ontwikkelde, waar bacteriën de zeeën regeerden en de atmosfeer grotendeels verstoken was van zuurstof.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.