Geochemici odhalili obrovský zásobník a zdroj metanu – je abiotický

Olivín v bazaltu (čediči). San Carlos, Arizona. Kredit: Vsmith CC BY-SA 3.0, Wikipedia.

Metan (pro chemiky methan, alias karban) je nejjednodušší uhlovodík vůbec. Při pokojové teplotě je netoxickým plynem bez barvy a zápachu. V materiálech Mezivládního panelu pro změny klimatu (IPCC) se dočteme,  že 90 % metanu na Zemi mají na svědomí organismy. Tato představa by se s novým poznatkem geochemiků mohla brzo začít částečně měnit. Vědci totiž přišli na kloub gigantickým pochodům produkujícím metan abiotický.

Olivín z Pákistánu. Chemicky jde o (Mg, Fe) 2 SiO 4. Zajímavé na olivínech je, že u nich (tak jako u jiných kamenů) nejsou známé úpravy, které by například zahříváním, ozařováním, voskováním,… vylepšovaly jejich barvu a průhlednost. Syntetický olivín se také nevyrábí, a tak prodejci by vás mohli napálit jen imitací zeleného skla. Ta se dá ale snadno prokouknout. Olivín, na rozdíl od skla, oplývá silným dvojlomem světla a k tomu stačí obyčejná lupa. Kredit: Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0

K poznatku je přivedl rozbor tekutin a v nich rozpuštěné plyny vycházejících z puklin na dnech oceánů. Má jít o úložiště a zdroj metanu tak gigantický, že jeho mocnost má převyšovat veškeré množství metanu, jaké bylo v atmosféře před industrializací. Jeho vznik přitom nemá pod palcem člověk. I skot se v tomto porovnání jeví jako outsider. Nově vznikající metan nemá na svědomí ani žádný titěrný živý tvor či mořské usazeniny. Z jeho vzniku vědci obvinily olivíny.

Podle Bible Mojžíš po svém návratu z hory Sinaj splnil příkaz Hospodina. Shromáždil věrné a ti nevěrní, kteří se dopustili hříchu modlářství uctíváním telete, byli pobiti. Výzvu k masakru Mojžíš ospravedlnil slovy: „Takto praví Hospodin, Bůh Izraele: Každý si připásejte k boku meč. Procházejte táborem od brány k bráně a každý pobíjejte i své bratry, přátele a příbuzné!“ Leviho synové se zachovali podle Mojžíšova slova, a toho dne padlo z lidu na tři tisíce mužů. Obrázek slavnosti uctívání skotu, respektive zlatého telete představujícího syrsko-palestinského hlavního boha Baal-Hadada, se malíři francouzského baroka šestnáctého století Nicolasi Poussinovi už nejevilo jako něco zasluhujícího vraždit.

Pojmem olivín geologové častují všechny varianty a přechody mezi nerosty forsteritem – křemičitanem hořečnatým a fayalitem – křemičitanem železnatým. Z mineralogického pohledu jde o přechodový nerost obsahující v různém poměru složku železa a hořčíku.  Minerál je pojmenován podle své olivové barvy. Pro ten drahokamový se používá termínu chryzolit (z řeckých slov chrysos – zlato a lithos – kámen). Zmiňuje se o něm už Plinius. Nejspíš ale měl pod jménem chrysolithos na mysli i úplně jiné kameny, asi i žlutý topaz.

Dnes se olivín nejčastěji prodává pod označením peridot. Často je zaměňován za smaragd. Olivín je ale měkčí než křemen a do šperků, které trpí otěrem, se moc nehodí. K matení pojmů přispělo i to, co se pod různými jmény vozilo a vozí z nalezišť na Uralu, a co stálo za vznikem francouzskému úsloví: „Vlastníte-li dva olivíny, jeden z nich je určitě něco jiného“.

Čisté olivíny patřily odjakživa k oblíbeným drahokamům duchovenstva. Používaly se na zdobení téměř všeho vzácného, od královských korun až po rytířské meče. V 11. století renneský biskup Marbodius (Marbodus , Marbod nebo Marbode of Rennes) tvrdil, že olivínové korálky navléknuté na oslí chlup a omotané kolem levé paže chrání před zlými duchy.

Rameno manipulátoru dálkově ovládaného robota „Jason“ odebírá vzorek tekutiny proudící z hydrotermálního otvoru v hornině. Obsahuje plyny, které jsou kvůli vysokému tlaku na dně oceánu v kapalné formě. Metan i vodík nejsou dílem mikroorganismů v sedimentu. Původ je abiotický a svůj podíl na nich mají olivíny. Kredit: Chris German / WHOI / NSF, NASA / ROV Jason 2012, Oceanografická instituce Woods Hole.

Zatímco v očích nás laiků je olivín polodrahokam a vzácnost. Pro geology jsou ve své špinavější a titěrnější formě běžným a hojným horninotvorným minerálem bazických hornin. I jako polodrahokamy nejsou tak vzácné a jejich naleziště se vyskytují hojně na mnoha místech  v Evropě, na Urale, v Číně, Pákistánu,…  Olivíny jsou i součástí meteoritů a dokonce hornin na Měsíci i Marsu.

Šperkaři na nich oceňují „leknínové listy“.  Říkají tak diskovitým inkluzím plynu a kapaliny, na nichž dochází k lomu světla. Aby hra barev rozloženého spektra byla co nejpůsobivější, dávají si pozor, aby plošky „bublin“ byly v rovině  čela výbrusu.  A právě o tyto inkluze v olivínech nám dnes jde. Oceánologové je před dvěma dny označili za původce tvorby i uvolňování abiogenního metanu. Jde o to, že inkluze obsahují tekutinu (vodu s rozpuštěnými plyny). Geologické pochody v hloubkách zemského pláště dodávají energii potřebnou k rozkladu této vody. Dá se říci, že sled událostí je následující. Nejprve je mořská voda uvězněná v magmatickém olivínu. Tam pak za vysoké teploty a tlaku v hloubce zemského pláště podléhá chemické rozkladné reakci na kyslík a vodík. V této fázi vstupuje do hry přítomný uhlík a reaguje s vodíkem. Jakmile rozžhavený minerál (olivín) začne chladnout, v průběhu procesu zvaného serpentinizace, se uvolňuje vodík a metan. Ten pak v kapsách hornin objevujeme.

Geolog Frieder Klein, první autor publikace, poznatek komentoval slovy: „Byli jsme překvapeni. Ze světových oceánů jsme odebrali 160 vzorků hornin a prakticky všechny měly svou metanovou kapsu. Globálně jde o tak velké ložisko, že svým objemem převyšuje množství metanu vyskytujícího se v zemské atmosféře před počátkem industrializace.“

Frieder Klein, geolog, první autor studie: „Fluidní inkluze představují rozšířený a významný zdroj abiotického metanu a vodíku na Zemi.“ Kredit: WHOI.

Závěr

Pokud mají američtí vědci pravdu, tak jsou olivíny význačným hráčem nejen pozemských hrátek s metanem, ale i těch nadpozemských. Předevčírem zveřejněná zpráva ve Sborníku americké Akademie věd (PNAS) není totiž zajímavá jen z pohledu odhalení velkého producenta metanu, ale i z pohledu nastolení otázky, zda právě tento způsob jeho vzniku nehrál rozhodující roli při vzniku života na Zemi.

Přítomnost olivínů na Měsíci, Marsu i v meteoritech zase napovídá, jaký by mohl být původ plynů na jiných planetách. I těch, na nichž se již voda v kapalné formě nevyskytuje. A kdo ví, třeba s poznatkem geologů, že zemská kůra je jak obrovským úložištěm, tak i producentem metanu, vezmou klimatologové zemědělce chovající skot na milost a přestanou pro ně být těmi nejhoršími oteplovači planety.

Zdroj