Due o tre chilometri sotto la superficie del Territorio del Nord australiano si trova energia sepolta. Le formazioni rocciose stratificate conosciute come Velkerri Shale sono state recentemente stimate per contenere oltre 118 trilioni di piedi cubi di gas.

Sebbene queste riserve di gas siano chiaramente grandi, ciò che è veramente notevole è la loro età. Queste rocce sono state depositate 1, 400 milioni di anni fa, in un oceano noto come Roper Seaway. Queste rocce, e il loro petrolio e gas racchiusi, sono circa un miliardo di anni più antiche delle rocce dove solitamente si trovano petrolio e gas.

Le molecole che compongono il petrolio e il gas – chiamate idrocarburi perché costituite da atomi di idrogeno e carbonio – sono i resti a lungo decomposti dei batteri morti che abitavano gli antichi oceani.

Questi sono gli idrocarburi più non convenzionali mai scoperti; "non convenzionali" per il tipo di roccia in cui sono contenuti, e la loro età. Questa antichità ci offre una rara possibilità di utilizzare i resti dei batteri per esaminare la chimica degli antichi oceani, la composizione dell'atmosfera antica, e la natura della vita 1, 400 milioni di anni fa.

Antichi oceani

Recentemente abbiamo imparato molto sull'antico ambiente marino della Terra.

Ciò è stato ottenuto analizzando elementi rari, in particolare cerio (Ce) e molibdeno (Mo) estratti dalla materia organica un tempo vivente all'interno del Velkerri Shale. Ce e Mo fungono da indicatori di quanto ossigeno era disponibile negli oceani 1, 400 milioni di anni fa. Gli studi rivelano un oceano affamato di ossigeno, anche in acque superficiali. A profondità più profonde questo oceano era completamente tossico, ricco di idrogeno solforato.

Questi risultati indicano che l'atmosfera terrestre in quel momento era povera di ossigeno. Infatti, è probabile che contenesse meno del 3% di ossigeno. Attualmente godiamo del 21% di ossigeno nell'atmosfera terrestre e di un oceano in gran parte ossigenato.

Ulteriori lavori dei nostri colleghi si sono concentrati sull'estrazione di molecole di origine biologica dalle stesse rocce. Questi "biomarcatori" hanno rivelato un oceano dominato da batteri.

Ma perché l'età del Velkerri Shale è così insolita? Ha molto a che fare con la sequenza unica di eventi che devono verificarsi per produrre e preservare petrolio e gas.

Come si formano petrolio e gas nel sottosuolo

Petrolio e gas sono prodotti da rocce note come scisti neri. Queste rocce contengono alti livelli di materia organica (materiali un tempo viventi); in questo caso, la materia organica sono i resti decomposti dei batteri.

Per convertire la materia organica in petrolio o gas è necessario calore, ma non troppo:bisogna cuocere delicatamente le rocce a temperature comprese tra 60℃ e 160℃ per qualche milione di anni. Lo fai seppellendo le rocce.

La terra diventa più calda man mano che vai più in profondità, qualcosa che i minatori sanno bene. Infatti, la miniera più profonda del mondo (in Sudafrica) scende di 3,4 chilometri, e le temperature delle rocce laggiù sono incredibili di 60℃.

Petrolio e gas si formano quando le rocce diventano un po' più profonde. Queste temperature sono spesso chiamate "finestra" di petrolio e gas. Se la materia organica non raggiunge questa finestra di temperatura, petrolio e gas non vengono prodotti.

Evitare la collisione delle piastre

Il nemico della conservazione del petrolio e del gas antichi è la tettonica a zolle, o spostare strati di roccia sulla superficie terrestre.

Gran parte del pianeta è scolpito dalla tettonica a placche. Infatti, le maggiori collisioni continentali avvengono in modo abbastanza episodico, durante l'assemblaggio dei supercontinenti. Queste massicce fusioni continentali si verificano in un ciclo regolare di 600 milioni di anni.

Ma se gli scisti neri contenenti petrolio e gas si trovano al margine di una placca, spesso vengono sepolti troppo profondamente, riscaldandoli troppo e distruggendoli.

Il fatto che il Velkerri Shale contenga grandi quantità di petrolio e gas significa che queste rocce non hanno sperimentato temperature superiori a 160 ℃ per 1, 400 milioni di anni. Ciò è piuttosto notevole considerando che l'Australia è stata coinvolta in importanti sconvolgimenti tettonici associati all'assemblaggio di due supercontinenti durante questo periodo, Rodinia e Pangea.

La maggior parte del petrolio e del gas che utilizziamo come fonte di energia proviene da rocce di meno di 500 milioni di anni, e la stragrande maggioranza ha meno di 300 milioni di anni. Le giovani rocce non sono state in giro così a lungo, quindi è meno probabile che siano stati inseriti tra piastre in collisione.

Queste giovani riserve di petrolio e gas si sono formate dopo l'esplosione del Cambriano, in un'epoca in cui la vita vegetale e animale era abbondante sulla Terra.

Ripensare al "picco del petrolio"

Il Velkerri Shale contiene abbastanza gas per alimentare l'Australia per più di 90 anni, ai consumi attuali. Mentre solo una parte di questo gas sarebbe recuperabile, una stima delle risorse di 118 trilioni di piedi cubi costituisce una grande riserva di gas di scisto non convenzionale onshore in un paese che presto diventerà il più grande esportatore di gas al mondo.

Petrolio e gas sono risorse non rinnovabili. Il concetto di "picco del petrolio" o più in generale "picco degli idrocarburi" si riferisce al momento in cui viene raggiunto il tasso massimo di estrazione di petrolio e gas. Però, lo sviluppo tecnologico di petrolio e gas non convenzionali, e ora la realizzazione che il gas può provenire da rocce estremamente antiche, come il Velkerri Shale, significa che l'arrivo del "Peak Hydrocarbons" potrebbe subire ulteriori ritardi.

Lo sviluppo di petrolio e gas non convenzionale rimane controverso, e un dibattito pubblico ben informato alla fine deciderà se tali risorse di gas di scisto saranno sviluppate.

Se il Velkerri Shale passa dall'esplorazione alla produzione, utilizzeremo il gas prodotto in un "mondo fangoso" che esisteva quasi un miliardo di anni prima che si evolvesse la prima vita complessa sulla Terra, dove i batteri dominavano i mari e l'atmosfera era in gran parte priva di ossigeno.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.