Od wielu lat dyskutuje sie nad tym skąd pochodzi metan znaleziony w prywatnych studniach w regionach USA, gdzie występuje gaz łupkowy. Zasugerowano tu kilka możliwości i mechanizmów takich jak na przykład: 1) naturalnie generowany metan in situ (n.p. w regionach torfowisk oraz miejsc bagiennych), 2) metan, który w sposób naturalny przemieścił się w skali czasu geologicznego z głębokiej warstwy podpowierzchniowej, 3) migracja metanu w procesie szczelinowania hydraulicznego,  4) migracja gazu spowodowana przeciekami z samych odwiertów podczas eksploatacji gazu łupkowego. Obecnie przy zastowaniu związków izotopowych gazów szlachetnych w wodzie gruntowej, nowe studium przeprowadzone przez Darrah et al (2014) wykazało, że na terenie odwiertów objętym ich badaniami za stwierdzone tam zanieczyszczenie metanem odpowiedzialna była niska integralność odwiertów. Celem tych badań było określenie źródeł i mechanizmów zanieczyszczenia aby poprawić zrównoważony charakter wydobycia gazu łupkowego pod względem środowiskowym i ekonomicznym.

Domowe studnie wody gruntowej objęte badaniami w rejonie złoża Marcellus [ w stanie Nowy York] (13 próbek) położone są na głębokości 35-90 m (złoże lupków Marcellus znajduje się 800-2.200 m pod powierzchnią), a w rejonie złoża Barnett [w stanie Texas] (20 próbek) na głębokości 60-75 m (złoże łupków Barnett położone jest na głębokości 1.950-2.500 m pod powierzchnią). Do tych badań Darrah et al (2014) wybrali studnie wodne znacznie oddalone od miejsc wierceń oraz znajdujące się w rejonie znanym z zanieczyszczenia metanem.

Wyniki ich badań ukazują dwa mechanizmy, które tłumaczą obecność metanu w wodzie gruntowej:

Naturalna migracja metanu

• Podwyższone stężenia naturalnych składników solanki (n.p. Cl^- i ⁴He) pojawiają się równolegle z metanem (CH₄) w próbkach wody objętych badaniami >1km od odwiertów gazu łupkowego;
• Skład wszystkich gazów szlachetnych w wodzie gruntowej w obrębie 1 km oraz w podzbiorze <1km charakteryzował sie podobnym składem diagnostycznym właściwym dla gazów szlachetnych (CH₄/³⁶Ar na poziomie lub poniżej nasycenia CH₄).

Dane te wskazują na wodę gruntową bogatą w sól i gaz wywodzącą się z głęboko położonej solanki z dużą zawartością gazu, która przemieściła się w czasie geologicznym (naturalna migracja). Mówiąc po prostu:  Istnieje wiele studni (w odległości >1 km i <1 km od odwiertów gazu), które mają wysoki poziom metanu, ale także i podwyższone poziomy składników naturalnej solanki krustalnej (Cl^- i ⁴He), wskazujące na wpływ głębszych formacji na płytkie wody gruntowe w skali czasu geologicznego.

Zbiór próbek stanowiący anomalię

• Podzbiór próbek (<1km) wykazał znacznie podwyższone poziomy gazów termogenicznych i innych węglowodorów w stosunku do gazów szlachetnych (t.zn. wysoki poziom CH₄/³⁶Ar i ⁴He/²⁰Ne) oraz brak korelacji z Cl^- .

Dane te wskazują na gaz, ktory jest węglowodorem termogenicznym, i który oddzielil się od wodnej mieszanki solankowo-meteorytowej i przemieścił się do fazy gazowej (t.zn. gaz ulotny), w wyniku naruszenia integalności odwiertu.

Dzięki wyczerpującym badaniom geochemicznym nad pochodzeniem metanu w wodzie gruntowej autorzy byli w stanie wykluczyć bezpośrednią migrację gazów poprzez zalegające warstwy w górę w następstwie szczelinowania hydraulicznego.
Darrah et al (2014) tłumaczą to brakiem obecności we frakcjach - po dokonaniu frakcjonowania  - wprowadzonego uprzednio w celu przeprowadzenia diagnozy izotopu gazowego, co nastąpiłoby podczas migracji poprzez nasyconą wodą skorupę  ziemską.

Więcej informacji uzyskasz tutaj.