Diep in de rotsachtige aarde, in de met vloeistof gevulde scheuren die ontstaan ​​door fracken, leeft een gemeenschap van zeer interactieve microben - een die meteen ernstige gevolgen kan hebben voor energiebedrijven, menselijke gezondheid en wetenschappers die het potentieel voor leven op Mars onderzoeken.

Nieuw onderzoek heeft de genetische details van microben in fracking-putten blootgelegd. Niet alleen gedijt een breed scala aan bacteriën en virussen in deze spleten die zijn ontstaan ​​door hydrofracturering, ze hebben ook de kracht om methaan te produceren, volgens een studie geleid door wetenschappers van de Ohio State University en gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences .

Dat betekent dat het mogelijk is dat de kleine levensvormen meer energie kunnen creëren - en uit een andere bron - dan de fracking-bedrijven in de eerste plaats nastreven.

Anderzijds, de microben gevonden in monsters van putten in Ohio, West Virginia en Pennsylvania kunnen wijzen op potentiële problemen vanuit het oogpunt van de industrie:ze kunnen corrosief, giftig of anderszins problematisch, zei de hoofdauteur van de studie, Kelly Wrighton, een assistent-professor microbiologie aan de Ohio State.

"Energiebedrijven geven veel geld en middelen uit om van het leven in deze systemen af ​​te komen, " ze zei.

Hydraulisch breken omvat het forceren van open spleten in rotsen diep in de aarde door onder hoge druk vloeistof en andere componenten in te brengen, inclusief zand en chemicaliën, om olie of gas te winnen. Chemicaliën, stabilisatoren en water dat in de putten wordt geïnjecteerd, draagt ​​ongetwijfeld bij aan de microbiële diversiteit binnenin, aldus de onderzoekers.

Dit was de eerste studie waarin werd gekeken naar microben van meerdere locaties in een gecontroleerde omgeving, en bood een zeldzame wetenschappelijke kans, zei studie co-auteur Michael Wilkins, een assistent-professor aardwetenschappen aan de Ohio State.

"Deze putten zijn zo diep en moeilijk te bemonsteren - toegang tot de vloeistof in de putten bood ons een unieke kans om te begrijpen hoe deze microben de kost verdienen in deze zilte, hoge druk, omstandigheden bij hoge temperaturen, ' zei Wilkins.

De bevindingen die in het onderzoek worden beschreven, zullen de fracking-industrie informeren, milieuactivisten en anderen. Maar ze hebben ook mogelijke gevolgen veel verder van huis.

"Het vinden van leven in deze rotsachtige, zout, omstandigheden die moeilijk te overleven zijn, niet anders zouden zijn dan het vinden van leven op een andere planeet, " zei Wrighton, die onlangs een NASA-beurs heeft aangevraagd voor dat streven.

"Als we willen nadenken over hoe het leven eruit zou zien als het op Mars zou kunnen bestaan, dit is waarschijnlijk een redelijk goede plek om te beginnen."

Eerdere studies van fracking-putten hadden de aanwezigheid van sommige microben gedocumenteerd en benadrukten hun vermogen om methaan te maken, maar bood geen gedetailleerde informatie over hoe complex de gemeenschappen zijn en hoe ze met elkaar omgaan, zei studie co-auteur Mikayla Borton, een afgestudeerde milieuwetenschapsstudent in het laboratorium van Wrighton.

Die antwoorden kwamen van het nemen van 40 monsters uit vijf fracking-putten in het laboratorium, het manipuleren van de omgeving om microben eruit te halen die niet zouden zijn geïdentificeerd in een basisveldexperiment en het uitvoeren van genomische analyses.

De onderzoekers voegden ook een verbinding genaamd glycine betaïne toe aan de monsters en volgden de gasafgifte in de loop van de tijd, bevestigend dat, als daarom gevraagd wordt, de microben produceerden methaan.

"Het is heel belangrijk om te weten wat deze organismen kunnen doen - om hun genomische potentieel en metabolische interacties te begrijpen - en erachter te komen welke impact dat op het ecosysteem kan hebben, ' zei Borton.

"We ontdekten hier dat meerdere putten vergelijkbare micro-organismen hebben, die methaan kunnen produceren. In theorie, dat zou kunnen betekenen dat het op de een of andere manier stimuleren van de microbiële gemeenschap de energieopbrengst zou kunnen verhogen. Dat is nog niet gedaan in schalie, maar het is gedaan in andere systemen, onder meer in de mijnbouw, " ze zei.

Verder, de microben die in de fracking-mijnen worden gevonden, hebben parallellen met microben die worden aangetroffen in andere eiwitrijke ecosystemen, inclusief de menselijke darm en de bodem, zei Borton.

"Wat we leren over deze fracking-microben kan mogelijk helpen bij het beantwoorden van vragen over de menselijke gezondheid, inclusief hoe plaque zich vormt in onze bloedvaten als we hart- en vaatziekten hebben, " ze zei.