Två till tre kilometer under ytan av Australiens Northern Territory ligger nedgrävd energi. De skiktade stenformationerna kända som Velkerri Shale uppskattades nyligen innehålla över 118 biljoner kubikfot gas.

Även om dessa gasreserver är klart stora, det som verkligen är anmärkningsvärt är deras ålder. Dessa stenar avsattes 1, För 400 miljoner år sedan, i ett hav som kallas Roper Seaway. Dessa stenar, och deras inneslutna olja och gas, är ungefär en miljard år äldre än bergarter där olja och gas vanligtvis finns.

Molekylerna som utgör oljan och gasen – kallade kolväten eftersom de består av väte och kolatomer – är de sedan länge nedbrutna resterna av döda bakterier som bebodde gamla hav.

Dessa är de mest okonventionella kolvätena som hittills upptäckts; "okonventionella" på grund av den typ av sten de finns i, och deras ålder. Denna antika ger oss en sällsynt chans att använda resterna av bakterierna för att undersöka kemin i de antika haven, sammansättningen av den antika atmosfären, och livets natur 1, 400 miljoner år sedan.

Forntida hav

Nyligen har vi lärt oss mycket om jordens urgamla marina miljö.

Detta har uppnåtts genom att analysera sällsynta element, särskilt cerium (Ce) och molybden (Mo) extraherat från det en gång levande organiska materialet i Velkerri-skiffern. Ce och Mo fungerar som indikatorer på hur mycket syre som fanns tillgängligt i haven 1, 400 miljoner år sedan. Studierna avslöjar ett hav svalt på syre, även i ytvatten. På djupare djup var detta hav helt giftigt, rik på svavelväte.

Dessa resultat indikerar att jordens atmosfär vid denna tid var syrefattig. Faktiskt, det är troligt att den innehöll mindre än 3 % syre. För närvarande har vi 21 % syre i jordens atmosfär och ett till stor del syresatt hav.

Ytterligare arbete av våra kollegor har fokuserat på att utvinna molekyler av biologiskt ursprung från samma bergarter. Dessa "biomarkörer" har avslöjat ett hav som domineras av bakterier.

Men varför är åldern på Velkerri Shale så ovanlig? Det har mycket att göra med det unika händelseförloppet som måste inträffa för att producera och bevara olja och gas.

Hur olja och gas bildas under jorden

Olja och gas produceras från stenar som kallas svarta skiffer. Dessa stenar innehåller höga halter av organiskt material (material som en gång levde); I detta fall, det organiska materialet är de nedbrutna resterna av bakterier.

För att omvandla organiskt material till olja eller gas krävs värme, men inte för mycket:du måste försiktigt tillaga stenarna till temperaturer mellan 60 ℃ och 160 ℃ i några miljoner år. Det gör du genom att begrava stenarna.

Jorden blir varmare när du går djupare, något gruvarbetare vet väl. Faktiskt, den djupaste gruvan i världen (i Sydafrika) går ner 3,4 kilometer, och bergtemperaturerna där nere är otroliga 60 ℃.

Olja och gas bildas när stenarna blir lite djupare än så här. Dessa temperaturer kallas ofta för olje- och gas-"fönstret". Om det organiska materialet inte når detta temperaturfönster, olja och gas produceras inte.

Undviker plåtar som kolliderar

Fienden till att bevara forntida olja och gas är plattektoniken, eller rörliga lager av sten på jordens yta.

En stor del av planeten är skulpterad av plattektonik. Faktiskt, stora kontinentala kollisioner sker ganska episodiskt, under sammansättningen av superkontinenter. Dessa massiva kontinentala sammanslagningar sker i en regelbunden cykel på 600 miljoner år.

Men om olje- och gasbärande svarta skiffer befinner sig vid en tallriksmarginal, de blir ofta begravda för djupt, värma upp dem för mycket och förstöra dem.

Det faktum att Velkerri Shale innehåller stora mängder olja och gas betyder att dessa stenar inte har upplevt temperaturer över 160 ℃ på 1, 400 miljoner år. Detta är ganska anmärkningsvärt med tanke på att Australien har varit inblandat i stora tektoniska omvälvningar i samband med sammansättningen av två superkontinenter under denna tid, Rodinia och Pangea.

Det mesta av oljan och gasen vi använder som energikälla kommer från bergarter som är mindre än 500 miljoner år gamla, och de allra flesta är mindre än 300 miljoner år gamla. Unga stenar har inte funnits så länge, så det är mindre sannolikt att ha varit inklämd mellan kolliderande plattor.

Dessa unga olje- och gasreserver bildades efter den kambriska explosionen, i en tid då växt- och djurliv var rikligt på jorden.

Att tänka om "Peak Oil"

Velkerri Shale innehåller tillräckligt med gas för att driva Australien i mer än 90 år, med nuvarande konsumtionstakt. Även om endast en del av denna gas skulle kunna utvinnas, en resursuppskattning på 118 biljoner kubikfot bildar en stor okonventionell skiffergasreserv på land i ett land som snart är den största gasexportören i världen.

Olja och gas är icke-förnybara resurser. Begreppet "toppolja" eller mer allmänt "toppkolväten" hänvisar till den tidpunkt då maximal hastighet för olje- och gasutvinning uppnås. Dock, den tekniska utvecklingen av okonventionell olja och gas, och nu insikten att gas kan hämtas från extremt gamla stenar, som Velkerri Shale, innebär att ankomsten av "Peak Hydrocarbons" kan försenas ytterligare.

Utvecklingen av okonventionell olja och gas är fortfarande omtvistad, och en välinformerad offentlig debatt kommer i slutändan att avgöra om sådana skiffergasresurser utvecklas.

Om Velkerri Shale går från prospektering till produktion, vi kommer att använda oss av gas producerad i en "slemvärld" som existerade nästan en miljard år innan det första komplexa livet på jorden utvecklades, där bakterier styrde haven och atmosfären var i stort sett syrefattig.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.