กระบวนการสร้างมีเทนหรือไบโอมีเทนเนชันคือการสร้างมีเทนควบคู่กับการอนุรักษ์พลังงานโดยจุลินทรีย์ที่เรียกว่ามีทาโนเจนเป็นขั้นตอนที่สี่และขั้นตอนสุดท้ายของการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนสิ่งมีชีวิตที่สามารถผลิตมีเทนเพื่อการอนุรักษ์พลังงานนั้นพบได้เฉพาะในอาณาจักรArchaea ซึ่ง เป็นกลุ่ม ที่ มีลักษณะทางสายวิวัฒนาการแตกต่างจากทั้งยูคาริโอตและแบคทีเรียแม้ว่าหลายชนิดจะอาศัยอยู่ร่วมกับแบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนอย่างใกล้ชิดก็ตาม การผลิตมีเทนเป็นรูปแบบการเผาผลาญ ของจุลินทรีย์ที่สำคัญและแพร่หลาย ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน เป็นขั้นตอนสุดท้ายในการย่อยสลายชีวมวลกระบวนการสร้างมีเทนเป็นสาเหตุสำคัญของ การสะสม ก๊าซธรรมชาติ จำนวนมาก ส่วนที่เหลือเป็นก๊าซที่เกิดจากความร้อน^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

การสร้างมีเทนในจุลินทรีย์เป็นรูปแบบหนึ่งของการหายใจแบบไม่ ใช้ออกซิเจน ^{[ 4 ]}มีเทนโนเจนไม่ใช้ออกซิเจนในการหายใจ อันที่จริง ออกซิเจนจะยับยั้งการเจริญเติบโตของมีเทนโนเจน ตัวรับอิเล็กตรอน สุดท้าย ในการสร้างมีเทนไม่ใช่ออกซิเจน แต่เป็นคาร์บอน เส้นทางที่อธิบายได้ดีที่สุดสองเส้นทางเกี่ยวข้องกับการใช้กรดอะซิติก (อะซิโตคลาสติก) หรือคาร์บอนไดออกไซด์อ นินทรีย์ (ไฮโดรเจโนโทรฟิก) เป็นตัวรับอิเล็กตรอนสุดท้าย:

CO ₂ + 4 H ₂ → CH ₄ + 2 H ₂ O

CH ₃ COOH → CH ₄ + CO ₂

ในระหว่างการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของคาร์โบไฮเดรต H2 _และอะซิเตตจะถูกสร้างขึ้นในอัตราส่วน 2:1 หรือต่ำกว่า ดังนั้น H2 _จึงมีส่วนร่วมเพียงประมาณ 33%ในการสร้างมีเทน โดยอะซิเตตมีส่วนร่วมมากกว่า ในบางสถานการณ์ เช่น ในกระเพาะรูเมนซึ่งอะซิเตตส่วนใหญ่ถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดของโฮสต์ การมีส่วนร่วมของ H2 _ในการสร้างมีเทนจะมากขึ้น^{[ 5 ]}

อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับค่า pH และอุณหภูมิ มีการแสดงให้เห็นว่ากระบวนการสร้างมีเทนสามารถใช้คาร์บอนจากสารประกอบอินทรีย์ขนาดเล็กอื่นๆ เช่นกรดฟอร์มิก (ฟอร์เมต) เมทาน อล เมทิล อะมีน เตตรา เมทิลแอมโมเนียมไดเมทิลซัลไฟด์และเมทาเนไทออลการสลายสารประกอบเมทิลเกิดขึ้นโดยเมทิลทรานสเฟอเรสเพื่อให้ได้เมทิลโคเอนไซม์เอ็ม^{[ 4 ]}

กระบวนการทางชีวเคมีของการสร้างมีเทนเกี่ยวข้องกับโคเอนไซม์และโคแฟคเตอร์ดังต่อไปนี้: F420 , โคเอนไซม์ B , โคเอนไซม์ M , เมทา โนฟูแรนและเมทาโนเทอริน

กลไกสำหรับการแปลงCH₃– พันธะ Sเข้าสู่มีเทนเกี่ยวข้องกับคอมเพล็กซ์สามส่วนของเอนไซม์ โดยมีหมู่แทนที่ก่อตัวเป็นโครงสร้าง α ₂ β ₂ γ ₂ภายในคอมเพล็กซ์ เมทิลโคเอนไซม์ M และโคเอนไซม์ B พอดีกับช่องที่สิ้นสุดโดยไซต์แกนบนนิกเกิลของ โคแฟค เตอร์F430 ^{[ 6 ]} กลไกหนึ่งที่เสนอเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจาก Ni(I) (เพื่อให้ได้ Ni(II)) ซึ่งเริ่มต้นการก่อตัวของCH₄การจับคู่ของโคเอนไซม์ M ไทอิลแรดิคัล (RS ^. ) กับโคเอนไซม์ HS B จะปล่อยโปรตอนและลด Ni(II) อีกครั้งด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัว ทำให้เกิด Ni(I) ขึ้นใหม่^{[ 7 ]}

สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถออกซิไดซ์มีเทน ซึ่งเป็นการย้อนกลับกระบวนการสร้างมีเทน หรือที่เรียกว่าการออกซิเดชันแบบไม่ใช้ออกซิเจนของมีเทน (AOM) พบสิ่งมีชีวิตที่ทำการ AOM ในสภาพแวดล้อมทางทะเลและน้ำจืดหลายแห่ง รวมถึงแหล่งมีเทนที่รั่วไหล ปล่องไฮโดรเทอร์มอล ตะกอนชายฝั่ง และเขตเปลี่ยนผ่านซัลเฟต-มีเทน^{[ 8 ]}สิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาจทำการย้อนกลับกระบวนการสร้างมีเทนโดยใช้โปรตีนที่มีนิกเกิลคล้ายกับเมทิลโคเอนไซม์เอ็มรีดักเทสที่ใช้โดยอาร์เคียที่สร้างมีเทน^{[ 9 ]}การย้อนกลับกระบวนการสร้างมีเทนเกิดขึ้นตามปฏิกิริยา:

ดังนั้น²⁻ ₄+ CH ₄ → HCO⁻ ₃ + HS ⁻ + H ₂ O ^{[ 10 ]}

กระบวนการสร้างมีเทนเป็นขั้นตอนสุดท้ายของการย่อยสลายสารอินทรีย์ แบบไม่ใช้ออกซิเจน ในระหว่างกระบวนการย่อยสลายตัวรับอิเล็กตรอน (เช่นออกซิเจนเหล็กเฟอร์ริก ซัลเฟตและไนเตรต ) จะหมดไป ในขณะที่ไฮโดรเจน (H₂ ₎และคาร์บอนไดออกไซด์จะสะสมมากขึ้น สารอินทรีย์เบาที่เกิดจากการหมักก็จะสะสมมากขึ้นเช่นกัน ในขั้นตอนขั้นสูงของการย่อยสลายสารอินทรีย์ ตัวรับอิเล็กตรอนทั้งหมดจะหมดไป ยกเว้นคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลผลิตจากกระบวนการสลายสารส่วนใหญ่ ดังนั้นจึงไม่หมดไปเหมือนตัวรับอิเล็กตรอนอื่นๆ

เฉพาะกระบวนการสร้างมีเทนและการหมักเท่านั้นที่สามารถเกิดขึ้นได้หากปราศจากตัวรับอิเล็กตรอนอื่นนอกจากคาร์บอน การหมักช่วยสลายสารประกอบอินทรีย์ขนาดใหญ่และผลิตสารประกอบอินทรีย์ขนาดเล็ก ในขณะที่กระบวนการสร้างมีเทนช่วยกำจัดผลิตภัณฑ์กึ่งสุดท้ายของการสลายตัว ได้แก่ ไฮโดรเจน สารประกอบอินทรีย์ขนาดเล็ก และคาร์บอนไดออกไซด์ หากไม่มีกระบวนการสร้างมีเทน คาร์บอนจำนวนมาก (ในรูปของผลิตภัณฑ์จากการหมัก) จะสะสมอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน

การหมักในลำไส้เกิดขึ้นในลำไส้ของสัตว์บางชนิด โดยเฉพาะสัตว์เคี้ยวเอื้อง ในกระเพาะรูเมน จุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจน รวมถึงเมทาโนเจน จะย่อยเซลลูโลสให้เป็นรูปแบบที่มีคุณค่าทางโภชนาการสำหรับสัตว์ หากไม่มีจุลินทรีย์เหล่านี้ สัตว์เช่นวัวจะไม่สามารถกินหญ้าได้ ผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์จากกระบวนการสร้างมีเทนจะถูกดูดซึมโดยลำไส้ แต่มีเทนจะถูกปล่อยออกจากสัตว์ส่วนใหญ่โดยการเรอ (eructation) วัวโดยเฉลี่ยปล่อยมีเทนประมาณ 250 ลิตรต่อวัน^{[ 11 ]}ด้วยวิธีนี้ สัตว์เคี้ยวเอื้องมีส่วนทำให้เกิดการปล่อยมีเทน จากกิจกรรมของมนุษย์ประมาณ 25% วิธีหนึ่งในการควบคุมการผลิตมีเทนในสัตว์เคี้ยวเอื้องคือการให้อาหารพวกมันด้วย3-ไนโตรออกซีโพรพานอล^{[ 12 ]}

มนุษย์บางคนสร้างแก๊สในลำไส้ที่มีมีเทน ในการศึกษาอุจจาระของผู้ใหญ่ 9 ราย พบว่าตัวอย่าง 5 ตัวอย่างมีอาร์เคียที่สามารถผลิตมีเทนได้^{[ 13 ]}พบผลลัพธ์ที่คล้ายกันในตัวอย่างก๊าซที่ได้จากภายในทวารหนัก

แม้แต่ในมนุษย์ที่มีแก๊สมีเทนในลมขับถ่าย ปริมาณแก๊สมีเทนจะอยู่ในช่วง 10% หรือน้อยกว่าของปริมาณแก๊สทั้งหมด^{[ 14 ]}

การทดลองหลายครั้งชี้ให้เห็นว่า เนื้อเยื่อ ใบของพืชมีชีวิตปล่อยก๊าซมีเทน^{[ 15 ]}การศึกษาที่ทำในปี 2549 ประมาณการว่าพืชพรรณทั่วโลกปล่อยก๊าซมีเทนระหว่าง 60 ถึง 240 ล้านตันต่อปี ซึ่งคิดเป็น 40% ของการปล่อยก๊าซมีเทนประจำปี^{[ 16 ]}ในการศึกษาติดตามผลที่ทำในปี 2552 พบว่าพืชที่ปลูกในสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยคาร์บอน-13 ไม่ปล่อยก๊าซมีเทนในปริมาณมาก^{[ 17 ]}งานวิจัยอื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าพืชไม่ได้สร้างก๊าซมีเทนขึ้นมาจริง ๆ แต่พวกมันดูดซับก๊าซมีเทนจากดินแล้วปล่อยออกมาทางเนื้อเยื่อใบ^{[ 18 ]}ตัวอย่างเช่นนี้สามารถพบได้ในพื้นที่ที่ถูกน้ำท่วมตามฤดูกาลในป่าฝนอเมซอน ซึ่งต้นไม้ในพื้นที่ดังกล่าวปล่อยก๊าซมีเทนออกมามากกว่าปกติถึง 200 เท่า คิดเป็นปริมาณก๊าซมีเทนที่ปล่อยออกมาประมาณ 40 ล้านตันต่อปี^{[ 19 ]}

พบเมทาโนเจนในสภาพแวดล้อมของดินที่ปราศจากออกซิเจน ซึ่งมีส่วนช่วยในการย่อยสลายสารอินทรีย์ สารอินทรีย์เหล่านี้อาจมาจากมนุษย์ผ่านการฝังกลบ ฝังเป็นตะกอนที่ก้นทะเลสาบหรือมหาสมุทร และเป็นสารอินทรีย์ตกค้างจากตะกอนที่ก่อตัวเป็นหินตะกอน^{[ 20 ]}การสร้างมีเทนไม่ได้จำกัดเฉพาะระบบนิเวศที่ปราศจากออกซิเจน เช่น พีทและบึงเท่านั้น ดินแร่ชื้นก็สามารถมีระดับมีเทนสูงระหว่างช่องว่างขนาดเล็กของสารอินทรีย์ที่กำลังเน่าเปื่อยได้เช่นกัน^{[ 21 ]}ด้วยเหตุนี้ กระบวนการสร้างมีเทนจึงพบได้ทั่วไปในนาข้าวและพื้นที่ชุ่มน้ำ เนื่องจากพื้นที่เหล่านี้เป็นพื้นที่น้ำท่วมขังและเป็นแหล่งมีเทนตามธรรมชาติ^{[ 22 ]}การผลิตมีเทนในดินน้ำท่วมขังเช่นนี้ต้องอาศัยจุลินทรีย์ที่ชอบระดับออกซิเจนต่ำ การเติมอากาศในดินที่มีเมทาโนเจนจะเพิ่มระดับซัลเฟตและไนเตรต ซึ่งเป็นสารอาหารที่ช่วยลดการผลิตมีเทน^{[ 23 ]}เพื่อให้กระบวนการสร้างมีเทนดำเนินต่อไป ระดับไนเตรตและซัลเฟตจะต้องลดลง ในการศึกษาแยกต่างหากที่ดำเนินการในดินอาร์กติกที่ห่างไกล ปริมาณเมทาโนเจนที่สูงขึ้นมีความสัมพันธ์โดยตรงกับศักยภาพในการผลิตมีเทนที่เพิ่มขึ้น^{[ 24 ]}การสร้างมีเทนในดินบนที่สูงมักเกิดขึ้นเฉพาะในบริเวณที่มีออกซิเจนต่ำแม้ว่าดินส่วนใหญ่จะยังคงมีออกซิเจนอยู่ก็ตาม

มีเทนโนเจนเป็นส่วนสำคัญของชุมชนจุลินทรีย์ในชีวภาคใต้ทะเลและใต้ทะเลลึก^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}

ประมาณหนึ่งในสามของเมทาโนเจนที่ได้รับการอธิบายมีต้นกำเนิดมาจากทะเล โดยส่วนใหญ่มาจากกลุ่มEuryarchaeota ^[ 28 ^]ในสภาพแวดล้อมทางทะเล จุลินทรีย์ที่สร้างเมทาโนเจนจะแข่งขันกับจุลินทรีย์ที่ลดซัลเฟตเพื่อ^แย่งชิงทรัพยากร^{[ 28 ]}ด้วยเหตุนี้ พื้นที่ที่ซัลเฟตพร่อง มีปริมาณสารอินทรีย์สูง และตะกอน จึงเป็นพื้นที่ที่มีเมทาโนเจนเป็นส่วนใหญ่^{[ 28 ]}ลักษณะที่ไม่ใช้ออกซิเจนของตะกอนเอื้อต่อกิจกรรมของเมทาโนเจนและการเจริญเติบโตของชุมชนเมทาโนเจน ทำให้ตะกอนในทะเลเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่สำคัญสำหรับชุมชนจุลินทรีย์ที่สร้างมีเทน สารประกอบหลักที่เมทาโนเจนใช้ในการสร้างมีเทนคืออะซิเตตซึ่งประกอบเป็นสองในสามของการผลิตมีเทนทั่วโลก^{[ 28 ]}สารประกอบอีกชนิดหนึ่งที่ก่อให้เกิดมีเทนในตะกอนทะเลคือคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งจะถูกออกซิไดซ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ก่อนที่จะเกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องเพื่อผลิตพลังงานในขณะที่มีเทนถูกปล่อยออกมาจากจุลินทรีย์^{[ 28 ]}สารประกอบนี้ถือว่าไม่สามารถแข่งขันกับตัวรีดิวเซอร์ซัลเฟตได้ ทำให้จุลินทรีย์สร้างมีเทนสามารถนำไปใช้ได้อย่างอิสระ ในการตรวจสอบจุลินทรีย์M. acetivoransพบว่าเส้นทางการสังเคราะห์มีเทนยังคงมีความคล้ายคลึงกับจุลินทรีย์ในน้ำจืด อย่างไรก็ตาม พบโปรตีนที่มีลักษณะเฉพาะของจุลินทรีย์ในตะกอนทะเลซึ่งทำงานในเส้นทางการสร้างมีเทน^{[ 28 ]}ปริมาณการปล่อยมีเทนจากมหาสมุทรสู่ชั้นบรรยากาศโดยประมาณต่อปีอยู่ที่ประมาณ 0.7-14 พันล้านกิโลกรัม CH ₄ต่อปี^{[ 28 ]}แม้ว่ากระบวนการสร้างมีเทนหลักจะต้องการสภาวะที่ปราศจากออกซิเจน แต่การมีเทนเกินความอิ่มตัวในน้ำทะเลผิวน้ำทำให้เกิด “ปรากฏการณ์ความขัดแย้งของมีเทนในทะเล” ซึ่งนำไปสู่การปล่อยมีเทนจากมหาสมุทรสู่ชั้นบรรยากาศ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}

การศึกษาล่าสุดพยายามอธิบายความขัดแย้งนี้โดยการตรวจสอบความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์มีเทนในมหาสมุทรผิวน้ำแม้จะมีสภาวะออกซิเจน แหล่งกำเนิดมีเทนที่มีออกซิเจนถูกค้นพบในชุมชนจุลินทรีย์ที่ขาดฟอสฟอรัสในมหาสมุทรผิวน้ำ^{[ 30 ]}ซึ่ง พบว่า การสลายตัวของสารประกอบเมทิลฟอสโฟนิกแอซิด (Mpn) ร่วมผลิตมีเทนในน้ำทะเลที่มีออกซิเจน ซึ่งเป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับความขัดแย้ง นี้ ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]} N. maritimusซึ่งเป็นอาร์เคียที่แพร่หลายในมหาสมุทร พบว่ามีวิถีสำหรับการสังเคราะห์เมทิลฟอสโฟนิกแอซิดภายในน้ำทะเลที่มีออกซิเจนเหล่านี้^{[ 30 ]}การผลิตสารประกอบนี้จากวัสดุโดยรอบทำให้เกิดการสร้างมีเทนผ่านการสลายตัวโดยแบคทีเรียและจุลินทรีย์โดยรอบ นอกจากนี้ ความแพร่หลายของการสังเคราะห์ Mpn ยังสอดคล้องกับความอุดมสมบูรณ์ของกลุ่มจุลินทรีย์ที่ลด Mpn เช่นPelagibacter [ ^{30 ]}การเชื่อมโยงระหว่างผู้ผลิต Mpn และผู้ย่อยสลายสารประกอบนำไปสู่การผลิตมีเทน ในจุลินทรีย์ที่ลดกรดเมทิลฟอสโฟนิก พบว่าโปรตีน CP lyase มีความสำคัญต่อกระบวนการลดนี้^{[ 29 ] [ 30 ] [ 4 ]}ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งฟอสฟอรัสสำหรับจุลินทรีย์และยังปล่อยมีเทนออกมาด้วย พบว่ากลายพันธุ์ที่ขัดขวางเส้นทางการย่อยสลาย Mpn ยังแสดงให้เห็นถึงการย่อยสลายของมีเทนเจเนซิส ซึ่งยืนยันความเชื่อมโยงระหว่างการสลายตัวของสารประกอบกรดเมทิลฟอสโฟนิกและการผลิตมีเทนภายในสภาพแวดล้อมมหาสมุทรที่มีออกซิเจน พบว่ามีการควบคุมการขนส่งและการไฮโดรไลซิสของ สารประกอบ ฟอสโฟเนตภายในแบคทีเรียเพิ่มขึ้นในภาวะจำกัดฟอสเฟต^{[ 30 ]} ซึ่ง แสดงให้เห็นเพิ่มเติมถึงการใช้สารประกอบเหล่านี้สำหรับกิจกรรมการเผาผลาญที่จำเป็น การมีอยู่ของการสังเคราะห์และการสลายตัวของ Mpn ภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจนในมหาสมุทรส่วนบน อธิบายถึงภาวะอิ่มตัวเกินของมีเทนซึ่งเป็นสาเหตุของ "ปรากฏการณ์ความขัดแย้งของมีเทนในทะเล" และเป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็นถึงกระบวนการสร้างมีเทนนอกสภาวะที่ปราศจากออกซิเจน ซึ่งเป็นสภาวะที่จำเป็นสำหรับกระบวนการสร้างมีเทนตามปกติ

กระบวนการสร้างมีเทนยังสามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การบำบัดของเสียอินทรีย์การผลิตสารประกอบที่มีประโยชน์ และก๊าซมีเทนสามารถเก็บรวบรวมและนำไปใช้เป็นก๊าซชีวภาพซึ่งเป็นเชื้อเพลิงได้^{[ 32 ]} กระบวนการนี้เป็นเส้นทางหลักในการ ย่อยสลายสารอินทรีย์ส่วนใหญ่ที่ถูกกำจัดผ่านหลุมฝังกลบ^{[ 33 ]}โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพบางแห่งใช้กระบวนการสร้างมีเทนเพื่อรวม CO2 _กับไฮโดรเจนเพื่อสร้างก๊าซมีเทนเพิ่มขึ้น^{[ 34 ]}

มีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจก ที่สำคัญที่มีศักยภาพ ในการทำให้โลกร้อนมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 25 เท่า (โดยเฉลี่ยในช่วง 100 ปี) ^{[ 35 ]}การสร้างมีเทนในปศุสัตว์และการเน่าเปื่อยของสารอินทรีย์มีส่วนทำให้เกิดภาวะโลกร้อน

การมีอยู่ของมีเทนในชั้นบรรยากาศมีบทบาทในการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก ทางวิทยาศาสตร์ เหตุผลก็คือ ในช่วงเวลาทางดาราศาสตร์ มีเทนในชั้นบรรยากาศของวัตถุท้องฟ้าที่คล้ายโลกจะสลายไปอย่างรวดเร็ว และการมีอยู่ของมีเทนบนดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์ดังกล่าวจึงบ่งชี้ว่ามีบางสิ่งกำลังเติมเต็มมีเทนอยู่ หากตรวจพบมีเทน (เช่น โดยใช้สเปกโทรเมตร) อาจบ่งชี้ว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่ หรือเคยมีอยู่เมื่อไม่นานมานี้ เรื่องนี้ถูกถกเถียงกัน^{[ 36 ]}เมื่อ MJ Mumma จากศูนย์การบิน Goddard ของ NASA ค้นพบมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร และได้รับการยืนยันโดยยานโคจร Mars Express (2004) ^{[ 37 ]}และในชั้นบรรยากาศของไททัน โดยยาน สำรวจ Huygens (2005) ^{[ 38 ]}การถกเถียงนี้ดำเนินต่อไปด้วยการค้นพบ 'มีเทนพุ่งขึ้นชั่วคราว' บนดาวอังคารโดยยานสำรวจCuriosity ^{[ 39 ]}

มีการโต้แย้งว่าก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศอาจมาจากภูเขาไฟหรือรอยแตกอื่นๆ ในเปลือกโลก และหากไม่มีการระบุไอโซโทป การระบุแหล่งกำเนิดหรือแหล่งที่มาอาจทำได้ยาก^{[ 40 ] [ 41 ]}

เมื่อวันที่ 13 เมษายน 2560 NASA ยืนยันว่าการดำดิ่งของยานอวกาศ Cassiniเมื่อวันที่ 28 ตุลาคม 2558 ได้ค้นพบ กลุ่มก๊าซ จาก Enceladusซึ่งมีส่วนประกอบทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตที่ใช้มีเทนเป็นพื้นฐานในการดำรงชีวิต ผลการวิจัยก่อนหน้านี้ที่ตีพิมพ์ในเดือนมีนาคม 2558 ชี้ให้เห็นว่าน้ำร้อนกำลังทำปฏิกิริยากับหินใต้ทะเลของ Enceladus การค้นพบใหม่นี้สนับสนุนข้อสรุปดังกล่าว และเพิ่มเติมว่าหินดูเหมือนจะทำปฏิกิริยาทางเคมี จากการสังเกตเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดว่าเกือบ 98 เปอร์เซ็นต์ของก๊าซในกลุ่มก๊าซเป็นน้ำ ประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์เป็นไฮโดรเจน และส่วนที่เหลือเป็นส่วนผสมของโมเลกุลอื่นๆ รวมถึงคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และแอมโมเนีย^{[ 42 ]}

• การผลิตมีเทนแบบใช้ออกซิเจน
• การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน
• การออกซิเดชันแบบไม่ใช้ออกซิเจนของมีเทน
• กระบวนการสร้างมีเทนด้วยไฟฟ้า
• วัฏจักรไฮโดรเจน
• เมทาโนโทรฟ
• มูทรัล