Nelle profondità del mantello terrestre l'origine degli idrocarburi
Simulazioni al computer
Roma, 19 aprile 2011 -Alle condizioni di temperatura e pressione presenti nelle profondità della terra si possono formare lunghi idrocarburi a partire da quello più semplice, il metano: il risultato è frutto di una nuova modellizzazione al computer descritta in un articolo apparso sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Le molecole di idrocarburi sono i principali costituenti del petrolio e del gas naturale, e la determinazione delle loro proprietà termochimiche è importante per comprendere le riserve di carbonio e i suoi cicli sulla Terra.
Secondo le conoscenze di geologia e geochimica, quasi tutti gli idrocarburi si sono formati per decomposizione dei resti di organismi viventi sepolti sotto strati di sedimenti nella crosta terrestre, una zona che si estende per 16 chilometri al di sotto della superficie terrestre.
Tuttavia, gli idrocarburi possono avere un'origine puramente abiotica in particolari condizioni geologiche nella crosta o nel mantello, come nelle rift o nelle zone di subduzione”, ha spiegato Giulia Galli, docente di chimica e fisica dell'UC Davis e autore senior dello studio.
“La nostra simulazione mostra che le molecole di metano possono combinarsi per formare molecole di idrocarburi più grandi quando esposti ad alte temperature e pressioni presenti nella parte superiore del mantello. Non sappiamo se tale processo si verifichi effettivamente nelle condizioni reali del mantello, ma i valori di pressione e di temperatura sono quelli corretti”, ha aggiunto la Galli.
La Galli e colleghi hanno utilizzato il cluster di computer dell'Università della California a Berkeley denominato Mako e i computer del Lawrence Livermore National Laboratory per simulare il comportamento di atomi di carbonio e idrogeno alle enormi pressioni e temperatura presenti tra 64 e 150 chilometri di profondità sotto la superficie terrestre.
Si è così scoperto che gli idrocarburi con diversi atomi di carbonio si formano dal metano a temperature superiori a 1500 gradi Kelvin e pressioni di 50.000 atmosfere, condizioni che vengono raggiunte a circa 110 chilometri dalla superficie.
“Nella simulazione, le interazioni con le superfici di carbonio o di metalli ha permesso al processo di avvenire in modo più rapido: in sostanza agiscono da catalizzatori”, ha sottolineato Leonardo Spanu, ricercatore dell'UC Davis e primo autore dello studio.
