Stanford University
water abstract

微生物DNA可以揭示水的地下起源

足球外围官网的研究人员在储层流体样品测序的微生物群落,以确定身份,其中通过地下网络旅行水和途径。

由劳拉·斯特雷夫
时钟2019年12月16日

水和油的渗出液通过静脉内的黑石头缝里我们脚下地球的地下裂缝。隐藏在地下,这些网络的航线液体很大程度上是个谜,在使用传统的井和井眼成像记录片段拼接在一起。

现在,利用DNA测序的新的应用程序,足球外围官网的研究人员发现了一种有具独特的微生物群落配置文件在这些珍贵的液体和确定他们通过走遍渠道,他们的连通性和它们的起源更比传统方法有效。

“地热作为科学足球外围网,我们试图找出其中的液体来来去去,说:” 罗兰·霍恩,能源资源在工程教授 School of Earth, 能源 & Environmental Sciences (足球外围官网—最新备用网址)和工作的合着者。 “这就像一个地铁系统,您不必地图 - 通常你在黑暗中试图找出是什么样子的地下管道搜索。”

这些地图通知往哪钻新井和可用资源的规模 - 重要数据,地下水管理和能源开发像石油开采和碳封存。

一项研究 公布的十一月11 水资源研究, 蔚然张,博士生在能源工程和主要作者的纸张上的部门,揭示关键,理解的是,当流体来自卫生组织是流体本身。通过裂缝和岩石行驶的过程中,策划微生物的DNA创造一个条形码显示独特的收藏流体。

“答案就是在那里,”张说。 “有一些事太不可思议了。”

到地雷,

识别连接和天然裂缝传统方法好 - 测井和井眼成像 - 有显著的局限性。他们同时岩层录制和制作工艺在钻井的位置业主地质的详细记录,他们没有达到井之间的大的空间。地震数据 - 大地的震动 - 可以描述一个较大的区域,但在有限的分辨率,以及化学示踪剂在数量有限,不能有效复杂THEREFORE分支地下系统。

分析这些液体的化学性质仍然是补充新的技术是有用的,但使用的微生物群落的DNA张的方法产生更具体的成果。

“这就像利用人体的化学成分从一个区分另一个个体,而不是仅仅使用他们的指纹,”张说。

ESTA新颖的方法来测试,张地下去了。十一最大最深的金矿在北美,桑福德地下研究设施中铅,南达科他州,现在主持的研究人员挖掘的答案,而不是。

Mineshaft

沿着漂移矿在铅桑福德地下研究设施,南达科他州的网站。 (信息来源:蔚然张)

海绵状隧道,矿井张导致了新开发的野外场地拥有地面以下8个新鲜深孔4850英尺(1478米)。最初,研究人员ADH只带来了内核的分析预期回,不知道会从孔喷出自己的丰富的信息。

“场自然的环境,你真的不知道发生了什么事情发生,”张说,谁是霍恩和geomicrobiologist共同建议双方 安妮dekas。 “当我们只是有意想不到的事情发生 - 一些井开始生产的水。”

微生物关键

地下抽穗前,张被海报关于在海洋环境中挂Dekas,地球科学在足球外围官网—最新备用网址系统的助理教授和该研究的合着者的办公室外的微生物群落的启发。张是由同样的前瞻性条形码在她自己的工作来袭,导致她的概念来探讨微生物DNA指纹图谱在地下骨折。

“这是众所周知,微生物无处不在差不多了。”张说。 “我在想,如果他们已经幸福地生活在地下,为什么不尝试采取它们所包含的信息优势在哪里?”

Dekas信贷部门间的合作完全是用于张某看到的分子微生物学技术的效用地下工程领域。

“她是我的世界,罗兰的世界之间的一个令人难以置信的连接,” Dekas说。 “通过结合领域,我们能够取得进展,我们不能做之前。”

提供数以千计的测序数万每个水样读取 - 每个都是独一无二的。 “摇滚的各个部分,具有可检测的信号,因此,使用令人吃惊的大量DNA的是已经存在,你可以把排序流体上的条形码,”霍恩说,谁是高级研究员又在 普雷科特能源研究所.

两个足球外围网庭微生物表现为显著重叠钻孔,指示所述流的是通过在岩石共享天然裂缝连接。研究人员使用的核心日志和摄像机镜头,以确认连接。

Student working
蔚然张博士生在实地现场工作在地下深处。 (照片由蔚然张)

流体通道和连通性的知识,从简单地提供地下有更好的了解有许多应用程序,放在一边。使用这种技术可以科学足球外围网预测污染物的扩散,人工压裂ASSESS确定泄漏的影响或潜在的,例如,在研究碳封存。

Dekas看到了服用ESTA方法返回到海洋环境即以评估在海洋地下流体流动,诸如通过地热通风口第一激发它电位 - 开口在海底发出加热的水。

“因为有对地下微生物所以一些研究,每一个新的研究是真正有意义,” Dekas说。 “现在,除了了解自己微生物,我们可以用DNA来了解地下的结构。这是这些方法的应用令人振奋“。

张在金矿工作为她赢得了一个额外的奖励:亨利j的共同获得者。雷米JR。奖学金奖于能源工程系杰出的研究。

此外霍恩是公猪托马斯·戴维斯教授的一个子公司 足球外围官网伍兹环境研究所.

ESTA研究得到了支持 tomkat中心可持续能源.

媒体联系人

丹妮尔吨。塔克

School of Earth, 能源 & Environmental Sciences

dttucker@stanford.edu,650-497-9541

安妮dekas

School of Earth, 能源 & Environmental Sciences

dekas@stanford.edu,650-736-1225 

罗兰·霍恩

School of Earth, 能源 & Environmental Sciences

roland.horne@stanford.edu,650-723-9595

蔚然张

School of Earth, 能源 & Environmental Sciences

yuranz4@stanford.edu

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