Fossiele brandstof op? Misschien moeten we dan gewoon wat dieper boren. Op een kilometer of twintig tot zestig, diep in de zinderende ingewanden van Moeder Aarde, sist en borrelt het namelijk misschien van het aardgas. Of, heel misschien, zelfs van het petroleum – ruwe aardolie is een soort aardgaspasta, verrijkt met elementen als stikstof en zwavel. Maar hadden we daarvoor niet dode plantenresten en ander vergaan organisch materiaal uit de prehistorie nodig? Misschien niet, zo blijkt uit nieuw onderzoek. Sommige ‘fossiele’ brandstoffen, en in elk geval aardgas (CH4), kunnen vanzelf ontstaan, hebben Amerikaanse onderzoekers ontdekt. Het enige dat je ervoor hoeft te doen is wat rots en water nemen – en er keihard in knijpen. Natuurkundige Henry Scott van de Indiana University en collega’s slaagden erin de omstandigheden die tientallen kilometers diep onder de grond moeten heersen na te bootsen in hun laboratorium. In een diamanten oventje persten ze water en de bodemgesteenten ijzeroxide (FeO) en calciet (CaCO3) samen met de ongelooflijke druk van vijf tot elf miljard pascal – vijftig tot honderd keer zo veel als de druk op de diepste zeebodem. Daarna verhitten ze de oveninhoud nog wat meer, onder meer door hem te beschieten met een laser. Dat helse inferno leverde ongewone chemische reacties op. De gesteentes en het water begonnen bubbelend aardgas te vormen, plus ongebluste kalk (CaO) en het gesteente magnetiet (Fe2O3). En waarschijnlijk lukt het gas maken ook met andere gesteentes die van nature in de bodem zitten, opperen onderzoekers in het vakblad Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Zoals sideriet (FeCO3) of het dofwitte, magnesiumhoudende gesteente magnesiet (MgCO3). Dat zou weleens kunnen betekenen dat we van de gasvoorraad op aarde nog maar een fractie hebben ontdekt, begrijpt het team van Scott. “De omstandigheden [die we hebben nagebootst] komen wellicht op veel plaatsen in de aardmantel voor. Dat heeft vergaande consequenties voor de koolwaterstofhuishouding van onze planeet en suggereert dat methaan een veel vaker voorkomende koolstofverbinding is dan tot dusver werd gedacht.” Of de mensheid daar nu direct veel aan heeft, is een tweede. Het diepste gat dat de mens ooit boorde, is iets meer dan twaalf kilometer diep. Om bij het aardgas te komen zou de mens nog eens twee keer zo diep moeten boren. Tot de aardmantel – de hete bodemlaag die onder de aardkorst ligt – is nog nooit iemand doorgedrongen. Wél is de vondst van groot belang voor het begrip van wat aardgas eigenlijk is. Decennialang woedt er al een debat over de vraag of koolwaterstoffen écht wel altijd ontstaan uit vergane resten organisch materiaal, zoals de schoolboeken melden. De afgelopen jaren bewees de Canadese onderzoekster Barbara Sherwood Lollar al dat dat niet het geval is. In kilometersdiepe mijnschachten zag Sherwood Lollar hoe ‘fossiele’ brandstoffen zoals propaan, methaan, ethaan en butaan weglekten uit gesteente dat werd gevormd toen er nog helemaal geen leven was op aarde. Ook op andere planeten worden overigens geregeld ‘fossiele’ brandstoffen aangetroffen. Inmiddels is duidelijk dat metalen zoals ijzer en nikkel de vorming van gas uit gesteente kunnen helpen. Onder sommige omstandigheden gaan de metalen ertoe over om zuurstofatomen uit het gesteente te roven. Daarbij ontstaat als bijproduct soms waterstof (H2), wat vervolgens weer makkelijk reageert met de koolstofatomen uit het gesteente. De beroemde visionaire natuurkundige Freeman Dyson van de Princeton Universiteit laat dan ook weten het experiment met de gasbelletjes ‘belangrijk’ te vinden. “Niet omdat het een definitief antwoord zou geven op de vraag of natuurlijk gas en petroleum organisch of anorganisch zijn, maar omdat het ons de middelen verschaft die vragen experimenteel te beantwoorden,” aldus Dyson, die optrad als wetenschappelijk beoordelaar van het artikel van Scott. “Als straks blijkt dat het antwoord ‘anorganisch’ luidt, dan heeft dan enorme gevolgen voor zowel de ecologie en de economie van onze eigen planeet, als voor de chemie van andere planeten.” Maarten Keulemans Henry Scott, Russell Hemley, Ho-kwang Mao en Sorin Bastea: “Generation of methane in the Earth’s mantle: in situ high pressure-temperature measurements of carbonate reduction.”