日本国立研究开发法人产业技术综合研究所的真弓大介主任研究员等人与美国麻省理工学院合作，成功地明确了地下天然气成分的部分形成机制。研究称微生物可能对天然气资源的探索产生“妨碍”。该成果将推动对大规模天然气资源的探索。相关成果已发表在美国科学期刊《Science》上。
用电子显微镜观察到的细长棒状产甲烷菌（供图：真弓主任研究员）
天然气是以甲烷为主要成分的化石燃料。天然气中所含的甲烷，一部分是由产甲烷菌在相对较浅的地层中利用二氧化碳（CO₂）和氢生成的，另一部分是在地下更深处由有机物在高温高压条件下分解形成的。地下深层生成的甲烷储量丰富，可以作为天然气开采利用的候补资源。
由于地下深层的天然气难以直接调查，通常会对上升到较浅地层的天然气进行探测。较浅地层中检测到的天然气是源于地下深层的热解作用还是微生物来源，只需调查甲烷中所含的碳同位素“碳-13”和氢同位素“氘”即可判断。这是因为，热解生成的甲烷中含有更多的碳-13和氘。
研究团队开发了一种再现产甲烷菌栖息的地下超高压环境的培养设备。在100个大气压、55摄氏度、氢气稀缺的环境中培养产甲烷菌。结果发现，产甲烷菌将甲烷分解为CO₂和氢的同时，利用CO₂和氢生成了甲烷。
地下深层生成的甲烷上升到产甲烷菌栖息的浅层区域后，会被产甲烷菌分解而减少。产甲烷菌生成的甲烷属于微生物来源，所以碳-13含量较少。正因如此，热解来源的甲烷有可能被分析成微生物来源。
即使发现了微生物来源的甲烷，其储量作为天然气资源而言并不丰富，因此有时不会进行进一步钻探。微生物会转化由深层上升到较浅地层的甲烷，致使有可能无法发现原本位于深层的大规模甲烷资源。研究团队今后将调查相同的现象是否也发生在实际钻探出的甲烷中。
原文：《日本经济新闻》、2025/1/21
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Science
论文：Hydrogenotrophic methanogens overwrite isotope signals of subsurface methane
DOI：10.1126/science.ado0126
