Nota do editor: Esta série ocasional de artigos olha para as coisas vitais das nossas vidas e a química de que são feitas.
O petróleo, o sangue vital do transporte americano de hoje, é pensado para começar com os restos de organismos minúsculos que viveram há milhões de anos atrás, mas a transformação química exacta é um pouco misteriosa. Novas pesquisas estão olhando para o papel desempenhado pelos microorganismos que vivem nas entranhas profundas e escuras da Terra.
Uma minoria de cientistas diz o contrário, mas a maioria dos geólogos pensa que o petróleo que bombeamos do solo (e mais tarde refinamos em gasolina e outros combustíveis) vem predominantemente dos fósseis da vida marinha, tais como algas e plâncton.
“Há muitas evidências para apoiar a origem biogênica”, disse Everett Shock, um biogeoquímico da Universidade Estadual do Arizona. “Algumas das moléculas de petróleo, por exemplo, se parecem com os lipídios encontrados nas membranas das células bacterianas”, disse Shock. “Onde a maior parte do material morto no oceano é reciclada por bactérias, os lipídios são moléculas duras, parecidas com gordura, que “tendem a ser as menos desejáveis para comer”. Eles geralmente são passados para cima e caem no fundo do mar, onde ficam enterrados sob camadas de sedimentos e eventualmente cozidos em petróleo.
Após os restos orgânicos ficarem enterrados nas rochas, a maioria dos cientistas assumiu que a biologia termina e a geologia toma conta. No entanto, expedições de perfuração profunda nas últimas décadas descobriram bactérias vivendo a milhares de metros abaixo da superfície, nas mesmas profundidades onde o petróleo está se formando.
“Esses microrganismos estão diretamente envolvidos nas reações que transformam material orgânico em petróleo?” perguntou Shock.
Ele está liderando um grupo de pesquisa financiado pela National Science Foundation que tem como objetivo descobrir do que esses microrganismos de profundidade podem estar vivendo e qual a influência que eles podem ter na química do petróleo.
Bateria de óleo
Even se alguma incerteza permanece sobre o caminho químico exato para o petróleo, o ponto de partida não está em dúvida.
“A fonte final de energia é o sol, e o óleo é apenas uma ‘bateria'”, disse Barry Katz, um cientista pesquisador da Chevron.
Plantas e certas bactérias usam a luz solar para converter dióxido de carbono em açúcar. Esta energia química armazenada é passada ao longo da cadeia alimentar, e algumas “migalhas” acabam por ser enterradas no subsolo.
Após isso, esta matéria orgânica é transformada pelo calor e pela pressão numa mistura complexa chamada querogénio. Dependendo dos ingredientes iniciais e das condições geológicas, o querogênio pode produzir tanto carvão (um combustível sólido rico em carbono derivado principalmente de plantas lenhosas) ou hidrocarbonetos (uma substância relativamente rica em hidrogênio que vem de algas e várias partes de plantas contendo lipídios).
Hidrocarbonetos são tipicamente longas cadeias de átomos de carbono e hidrogênio. As moléculas menores de hidrocarbonetos (tais como metano, propano e butano) são encontradas no gás natural. Os hidrocarbonetos maiores (como o hexano e o octano) compõem o petróleo.
Como foi mencionado, certos tipos de querogênio se formam e liberam hidrocarbonetos – tipicamente quando a temperatura sobe acima de 212 graus Fahrenheit (100 graus Celsius).
“É um processo muito ineficiente”, disse Katz. “Menos de 1% da matéria orgânica que cresce no oceano torna-se hidrocarbonetos”.
Even quando o petróleo se forma, ele nem sempre dura. Parte dele migra até a superfície, onde micróbios comedores de petróleo consomem as melhores partes do mesmo (criando as chamadas areias asfálticas). Para evitar que isso aconteça, é preciso que haja uma formação geológica que possa aprisionar o petróleo em um reservatório.
“Carregar” essa bateria de petróleo pode levar de 1 milhão a 1 bilhão de anos, sendo que a maioria do petróleo que usamos tem cerca de 100 milhões de anos.
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Descarga de energia
A energia solar quimicamente armazenada é diminuída pelo longo e intrincado processo de formação do petróleo.
“O petróleo no solo está em um estado de baixa energia”, disse Shock ao LiveScience. “Ele só se torna energético quando o trazemos à superfície e o introduzimos numa atmosfera de oxigénio”.
O potencial energético reduzido da matéria orgânica enterrada levanta a questão: o que são micróbios de profundidade que sobrevivem?
“Não sabemos o que eles fazem”, disse Shock. “Acabámos de os conhecer.”
Uma possibilidade é que estejam a comer pequenos subprodutos orgânicos que são expelidos do querogénio ao mesmo tempo que os hidrocarbonetos. A outra possibilidade é que estes insetos estão ajudando ativamente a catalisar as reações que criam óleo e a extrair um pouco da energia restante para si mesmos.
Simular em alta velocidade
A equipe de choque planeja criar petróleo no laboratório para ver se há algum aspecto do processo que possa suportar bactérias.
Esta não será a primeira vez que os cientistas simularão a formação natural de petróleo. Para acelerar o processo de cozimento, os pesquisadores geralmente elevam a temperatura até vários 100 graus Celsius.
“Ninguém quer esperar cerca de 10 milhões de anos para que uma experiência termine”, disse Shock.
A suposição é que as mesmas reações ocorrem tanto em altas quanto em baixas temperaturas, mas ninguém pode dizer com certeza que este é o caso.
“É bastante notável que sejamos tão dependentes do petróleo, e ainda assim realmente não entendemos como ele é feito em todos os seus detalhes sangrentos”, disse Shock.
Talvez esses micróbios subterrâneos ajudem a preencher as peças que faltam.
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