Hur hamnade fossila bränslen i underjorden?

Svar av Åke Johansson, jourhavande geolog och forskare vid Naturhistoriska riksmuseet, och Hemin Koyi, geolog och forskare vid Uppsala universitet

Att kolavlagringar är fossila skogar framgår inte minst av väl­bevarade växtfossil, exempelvis i kollagren vid Höganäs. Till stor del handlar det om förhistoriska sumpskogar, kanske liknande dagens kustnära mangroveträsk, som över­svämmats och dött och sedan täckts av yngre sediment. Processen kan upp­repas flera gånger. I Höganäs ligger stenkolslager varvat med lerlager i flera omgångar. Växtresterna hamnar på större djup, där de omvandlats till brunkol eller stenkol, när tjocka sedimentlager (sandsten, kalksten eller ytterligare leravlagringar) avsätts ovanpå. Senare upplyftning och erosion har sedan blottlagt kollagren nära jordytan på nytt.

Ursprunget för olja och naturgas är i stället alger, plankton och andra mikro­organismer i havet. Om de döda mikroorganismerna sjunker till botten och begravs tillräckligt djupt under syrefria förhållanden där det inte finns nedbrytande bakterier, kan omvandlingen till olja och naturgas börja. Det­ta sker på djup i berggrunden på cirka 2 000 meter, där temperaturen är omkring 60 °C. De döda organismerna kan ha hamnat på sådana djup i samband med sjunkande havsbotten eller stigande havsyta, då stora mängder sediment kan lagras ovanpå genom erosion från närbelägna landområden. Det organiska ursprunget kan förstås inte bevisas med fossil av de ursprungliga organismerna på samma sätt som för kollagren, men organiskt bildad olja eller gas har en annorlunda kol­isotop-sammansättning (kvoten ¹³C/¹²C är lägre) än oorganisk, vilken de ärvt från de mikroorganismer som utgör dess ursprung.

Det har ibland framförts teorier om oorganisk bildning av stora mängder metan djupt nere i jordens mantel (under jordskorpan), vilken skulle kunna strömma upp och ansamlas i lämpliga strukturer i jordskorpan. På 1980-talet gjordes borrningar efter sådan så kallad djupgas i Siljansringen, men utan resultat, och teorierna får än så länge anses osäkra och obevisade. Det förekommer små mängder oorganisk naturgas med avvikande kolisotopsignatur på sina håll, men kolisotopundersökningar visar att så gott som all naturgas som utvinns är av organiskt ursprung.