Petrological factors controlling abiotic methane formation in mafic-ultramafic rocks
Authors: Υφαντή Ελένη 
Published: September 2021

Η ύπαρξη αβιοτικού μεθανίου σε υπερβασικά πετρώματα ως προϊόν υδρογόνωσης του CO2, είναι ένα αναδυόμενο ερευνητικό θέμα. Θεωρείται, ότι μέταλλα που απαντώνται σε ορυκτές φάσεις ορισμένων υπερμαφικών πετρωμάτων, καταλύουν την αντίδραση Sabatier. Ωστόσο, δεν είναι ακόμη σαφές ποια ορυκτολογικά χαρακτηριστικά ή/και πετρολογικοί παράγοντες ελέγχουν το σχηματισμό του μεθανίου και ποιος λιθότυπος είναι η πηγή του. Η εμφάνιση και η ισοτοπική σύνθεση του αερίου που περιέχεται στα πετρώματα, ποσοτικοποιείται μέσω γεωχημικών αναλύσεων αερίου, έπειτα από την κονιοποίηση πετρωμάτων. Ο σκοπός αυτής της μελέτης είναι να δώσει νέες πληροφορίες για τα κενά της βιβλιογραφίας που αναφέρονται παραπάνω. Ο στόχος ήταν να εντοπιστούν οι ορυκτολογικές αντιδράσεις που υποδηλώνουν το σχηματισμό μεθανίου και να εντοπιστούν οι πιθανοί ορυκτοί-καταλύτες που δείχνουν παρελθούσα ή σύχρονη αντίδραση μεταξύ αερίου-πετρώματος. Η εις βάθος κατανόηση των πετρολογικών παραγόντων που ελέγχουν το σχηματισμό αβιοτικού μεθανίου κατά τη διάρκεια της ηπειρωτικής σερπεντινίωσης, αναμένεται να επιτρέψει την εξαγωγή ερευνητικών κριτηρίων που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε επικείμενες έρευνες για την ύπαρξη αβιοτικού μεθανίου, σε μη μελετημένες περιοχές. Αυτή η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε δύο μέρη. Το πρώτο μέρος της διατριβής, επικεντρώθηκε στον προσδιορισμό των λιθολογιών που φιλοξενούν αβιοτικό μεθάνιο, μεταξύ δειγμάτων που προέρχονται από διαφορετικά οφιολιθικά συμπλεγματα καθώς και δειγμάτων μη οφιολιθικών βασαλτών στην Ελλάδα. Τα αποτελέσματα χρησιμοποιήθηκαν για τη διερεύνηση των ορυκτολογικών παραγόντων που επηρεάζουν το σχηματισμό του αβιοτικού μεθανίου και για την εξαγωγή ερευνητικών κριτηρίων για διερεύνηση μεθανίου σε μη μελετημένες περιοχές. Στο δεύτερο μέρος, οι ορυκτολογικοί και γεωχημικοί δείκτες της ύπαρξης αβιοτικού αερίου που τέθηκαν στο πρώτο μέρος, δοκιμάστηκαν για την καταλληλότητά τους να εκτιμήσουν την πιθανότητα ενός οφιολιθικού συμπλέγματος να φιλοξενεί αβιοτικό μεθάνιο. Για το σκοπό αυτό, επιλέχθηκαν οι Περιδοτιτες του Ranau, στη Sabah, ανατολική Μαλαισία. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έδειξαν ότι οι χρωμιτίτες από την Μοσχοκαρυά και τις Αετορράχες, φιλοξενούν την υψηλότερη ποσότητα μεθανίου. Επιπλέον, οι χρωμιτίτες από τη Μοσχοκαρυά είναι εμπλουτίσμένοι σε IPGE, με κύριες ορυκτές φάσεις τον λωρίτη και τα IPGE-Ni θειούχα ορυκτά. Τα δευτερεύοντα κράματα IPGE στους χρωμίτες της Μοσχοκαρυάς, μοιάζουν ιστολογικά με αποδομημένους καταλύτες που προκείπτουν έπειτα από εκτεταμένες αντιδράσεις αερίου-πετρώματος με ρευστή φάση. Επιπλέον, τέθηκαν τέσσερις κύριες κατηγορίες κριτηρίων έρευνας για να βοηθήσουν τη μελλοντική διερεύνηση του αβιοτικού μεθανίου σε νέες περιοχές (υπαιθριες ενδείξεις, λιθολογίες να αντιδράσουν, λιθολογία σχηματισμού του αβιοτικού μεθανίου, δείκτες ύπαρξης καταλύτη). Αυτά τα κριτήρια, χρησιμοποιήθηκαν για τη διερεύνηση της πιθανότητας εμφάνισης αβιοτικού μεθανίου σε μια μη μελετημένηπεριοχή (Περιδοτιτες του Ranau). Τα πρώτα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι Περιδοτίτες του Ranau φιλοξενούν μεθάνιο με πιθανή αβιοτική προέλευση. Συνοπτικά, αυτή η έρευνα έδειξε ότι οι συμπαγείς χρωμιτίτες είναι οι λιθολογίες που φέρουν τον καταλύτη και φιλοξενούν την υψηλότερη ποσότητα αβιοτικού μεθανίου. Συνεπώς θεωρούνται ως η λιθολογία σχηματισμου του αβιοτικού μεθανίου. Τα Ru-PGM είναι οι δυνητικοί καταλύτες της αντίδρασης Sabatier, ενώ η εξαλλοίωση των PGM σε αναγωγικές συνθήκες, μοιάζει με έναν αποδομημένο καταλύτη, έπειτα από εκτεταμένες αντιδράσεις αερίου-βράχου με τη ρευστή φάση.