日本國立研究開發法人產業技術綜合研究所的真弓大介主任研究員等人與美國麻省理工學院合作，成功地明確了地下天然氣成分的部碎形成機制。研究稱微生物可能對天然氣資源的探索產生「妨礙」。該成果將推動對大規模天然氣資源的探索。相關成果已發表在美國科學期刊《Science》上。
用電子顯微鏡觀察到的細長棒狀產甲烷菌（供圖：真弓主任研究員）
天然氣是以甲烷為主要成分的化石燃料。天然氣中所含的甲烷，一部分是由產甲烷菌在相對較淺的地層中利用二氧化碳（CO₂）和氫生成的，另一部分是在地下更深處由有機物質在高溫高壓條件下分解形成的。地下深水層生成的甲烷蘊藏量豐富，可以作為天然氣開採利用的候補資源。
由於地下深水層的天然氣難以直接調查，通常會對上升到較淺地層的天然氣進行探測。較淺地層中檢測到的天然氣是源於地下深水層的熱解作用還是微生物來源，隻需調查甲烷中所含的碳同位素「碳-13」和氫同位素「氘」即可判斷。這是因為，熱解生成的甲烷中含有更多的碳-13和氘。
研究團隊開發了一種再現產甲烷菌棲息的地下超高壓環境的培養設備。在100個大氣壓力、55攝氏度、氫氣稀缺的環境中培養產甲烷菌。結果發現，產甲烷菌將甲烷分解為CO₂和氫的同時，利用CO₂和氫生成了甲烷。
地下深水層生成的甲烷上升到產甲烷菌棲息的淺層區域後，會被產甲烷菌分解而減少。產甲烷菌生成的甲烷屬於微生物來源，所以碳-13含量較少。正因如此，熱解來源的甲烷有可能被分析成微生物來源。
即使發現了微生物來源的甲烷，其蘊藏量作為天然氣資源而言並不豐富，因此有時不會進行進一步鑽探。微生物會轉化由深水層上升到較淺地層的甲烷，致使有可能無法發現原本位於深水層的大規模甲烷資源。研究團隊今後將調查相同的現象是否也發生在實際鑽探出的甲烷中。
原文：《日本經濟新聞》、2025/1/21
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Science
論文：Hydrogenotrophic methanogens overwrite isotope signals of subsurface methane
DOI：10.1126/science.ado0126
