مکانیسم ایجاد زغال سنگ ممکن است متفاوت از آنچه باشد که قبلاً تصور می شد

به گزارش دنیای معدن، با نگاهی به گروه‌های Methoxyl در نمونه‌های زغال سنگ از سراسر جهان و استفاده از ایزوتوپ‌های پایدار، دانشمندان در این مطالعه جدید دریافتند که مواد آلی در نهایت به زغال سنگ تبدیل می‌شوند و متان را از طریق فعالیت میکروبی تولید می‌کنند. به نظر آنها، این یافته پیامدهایی را برای فرآیند بازیافت سوخت متان از برخی از میادین زغال سنگ دارد.

در مقاله ای که در مجله Science منتشر شده است، محققان توضیح می دهند که زغال سنگ زمانی تشکیل می شود که مواد گیاهی در جنگل های تالاب به آب می افتند و به سرعت مدفون می شوند. ایجاد مواد آلی از پوده (زغال سنگ نارس) آغاز می شود، بعد از آن به زغال سنگ قهوه ای تبدیل می شود، سپس به زغال بیتومینه ، قیر و در نهایت به آنتراسیت تبدیل می شود. زغال سنگ آنتراسیت بیشتر کربن است، در حالی که لیگنیت هنوز تا حد زیادی گیاهی است.

به گفته Max Lloyd، نویسنده اصلی این مطالعه، بیشتر زغال‌هایی که امروزه در کشورهایی مانند هند و چین استفاده می‌شوند، زغال قهوه ای یا زغال بیتومینه هستند، زیرا این مواد انواعی از زغال ها هستند که به راحتی و ارزان در دسترس قرار دارند، این در حالیست که بیشترین مقدار گازهای گلخانه‌ای را هنگام سوزاندن تولید می‌کنند.

به عنوان راه حلی برای این مشکل، چاه های متان در این بسترهای زغال سنگ متان (CBM)، به عنوان ماده ای دور از سوخت های فسیلی مورد علاقه قرار گرفتند. مشکل این است که چاه های تولید CBM اغلب طول عمر محدودی دارند. لوید می گوید: چالش برای تولید متان بستر زغال سنگ این است که ایجاد چاه‌ها، بسیار گران است و ممکن است چاه در طی یک ماه خشک شود.

لوید در ابتدا فراوانی گروه‌های متوکسیل در درختان زنده یا تازه مرده را مد نظر قرار داد و با همکارش Elizabeth Trembath-Reichert که روی میکروب‌هایی کار می‌کرد که گروه‌های متیل را در زغال سنگ مصرف می‌کردند، در این خصوص مشورت کرد. پس از اینکه آنها با استفاده از دو روش تأیید کردند که مشاهدات آنها واقعی هستند، لوید شروع به بررسی خصیصه مشابه در نمونه زغال سنگ هایی از سراسر جهان نمود.

گروه‌های متوکسیل در زغال‌سنگ به متان تبدیل می‌شوند، اما به گفته محققان، چگونگی تشکیل متان از زغال‌سنگ به خوبی درک نشده است. برای درک بهتر این فرآیند، آنها به ایزوتوپ های پایدار کربن در گروه های متوکسیل باقی مانده نگاه کردند.

بنابراین، او و همکارانش به گروه‌های متوکسیل در همه چیز، از چوب گرفته تا زغال سنگ قیری نگاه کردند و متوجه شدند که مشخصات ایزوتوپ ها با آنچه که در صورت ایجاد متان به دلیل گرما، اسیدیته یا واکنش های کاتالیزوری رخ می دهد، مطابقت ندارد، اما آنها با الگوهای مورد انتظار از عملکرد میکروبی مطابقت دارند.

در نهایت گروه های متوکسیل آزاد شده به متان تبدیل می شوند. اما، هنگامی که همه رادیکال های متوکسیل موجود از حلقه ها جدا می شوند، میکروب ها نمی توانند به چیز دیگری دست یابند و واکنش متوقف می شود و چاه خشک می شود.

به گفته لوید و همکارانش، کاهش گروه های متوکسیل در زغال سنگ در طول زمان نشان می دهد که خود زغال سنگ عامل محدود کننده تولید متان است. بنابراین، افزودن میکروب ها یا مواد مغذی بیشتر، متان بیشتری تولید نمی کند و رویکرد دیگری لازم است.جعفری طهرانی