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StartseiteForschung aktuellRisikofaktor Gashydrat17.05.2005

Risikofaktor Gashydrat

Geologen untersuchen gefrorenes Methan mit Neutronenstrahlen

<strong>Geologie. - Sie sind möglicher Brennstoff der Zukunft, aber auch bedrohliche Gefahr am Meeresgrund: Gashydrate. Mit Hilfe von Neutronenstrahlen erfahren Göttinger Geologen jetzt mehr über die Eigenschaften von Gashydraten.</strong>

Von Dagmar Röhrlich

In rauen Mengen schlummern Gashydrate im Meeresboden. (gashydrate.de)
In rauen Mengen schlummern Gashydrate im Meeresboden. (gashydrate.de)

In Grenoble läuft am Institut Laue-Langevin ein Reaktor nur für die Produktion von Neutronen. Deren immense Kraft, selbst Metalle zu durchdringen, macht sie für Geologen interessant. Denn viele geologische Prozesse laufen unter Hochdruck ab – und da geht im Labor nichts ohne Druckzellen. Während Röntgenstrahlung da scheitert, zeigt die Neutronenstrahlung, was drinnen passiert, und öffnet damit neue Dimensionen: etwa bei der Untersuchung von Gashydraten. Das sind eisähnliche Knollen aus Methan und Wasser, die im Meeresboden liegen und - mal als Energiequelle der Zukunft, mal als Bedrohung beim Klimawandel - Schlagzeilen machen. In Grenoble wird das Zersetzungsverhalten dieser Gashydrate beobachtet.

"Ich kann dann in der Auflösung von ein paar Sekunden beobachten, was in dieser Druckzelle bei der Zersetzung passiert, wie schnell die Zersetzungsreaktion passiert. Die Neutronen werden an dieser Probe gestreut und aus der Intensität kann ich dann Aussagen machen darüber: Wie viel Material ist noch da? Was ist das für ein Material, und eigentlich alle Parameter dann auf einen Schlag in Abhängigkeit von der Zeit aufzeichnen und nachher analysieren."

Erklärt Werner Kuhs von der Universität Göttingen. Natürliche oder künstliche Gashydrate werden mit Hilfe der Druckzelle sozusagen in den Meeresboden versetzt und dann in den Neutronenstrahl gehalten. Auf Kommando ändern sich Druck oder Temperatur: Die Zersetzungsreaktion beginnt und wird überwacht. So gelangen die ersten Einsichten:

"Zunächst einmal haben wir festgestellt, dass Vorhersagen der Modelle, die seit gut 40 Jahren existieren sind, nicht richtig sind. Es gibt sicherlich eine ganze Reihe von Gashydraten - vor allem an den Kontinentalrändern - die nicht sehr weit weg vom Zersetzungspunkt sind, und da muss man sicherlich sehr, sehr vorsichtig sein. "

Jetzt weiß man, warum Modell und Wirklichkeit nicht übereinstimmen. Denn wie schnell Gashydrate bei Veränderungen in Temperatur oder Druck schmelzen, hängt unerwartet stark von der Zusammensetzung des Eises ab, also davon, was außer Methan noch so alles eingefroren ist:

"Es gibt natürlich als Hauptkomponente meistens das Methan. Bei den marinen Gashydraten im Meeresboden kommt eine ganze Palette von anderen Gasen mit dazu. Das können höhere Kohlenwasserstoffe sein, Ethan, Propan zum Beispiel, aber auch Schwefelwasserstoff oder Kohlendioxid oder Stickstoff. Die Zumischung von anderen Gasen, die Präsenz von Salz zum Beispiel, das modifiziert den Stabilitätsbereich."

Um bis zu 20 Prozent lag die gemessene Stabilität unter der angenommenen. Als zentraler Faktor erwies sich der Salzgehalt. Das hat praktische Konsequenzen. Beispiel Norwegen: Dort sinkt im Winter vor der Küste kaltes und salzreiches Wasser ab. Die Gashydrate, die dort im Meeresboden gefrieren, kristallisieren also aus Methan und recht salzreichem Meereswasser. Sie werden unerwartet empfindlich sein. Für die Öl- und Gasindustrie aber ist es entscheidend, die Stabilität der Gashydrate zu kennen:

"Das hat natürlich Konsequenzen, wenn ich nicht genau weiß, wann sich ein Gashydrat am Meeresboden sich zersetzt. Dann mache ich vielleicht Fehler beispielsweise bei der Verlegung von Kabeln. Wenn ich etwa in solchen Bereichen arbeite und ich weiß, das ist gashydratreich und diese Gashydrate sind nahe an der Zersetzung, dann werde ich das lieber nicht anrühren. "

Denn sie bergen ein hohes Risiko: Zersetzen sie sich schlagartig, wird sehr viel Gas frei, Schlammlawinen lösen sich, Tsunami entstehen. Das passierte – ohne Zutun des Menschen – vor 8000 Jahren, als sich vor der Küste Norwegens der Storegga-Erdrutsch löste: Ein gewaltiger Tsunami drang tief bis ins schottische Hochland. Kein Wunder also, dass die Firmen vor Aktionen in unsicherem Terrain Modellrechnungen anstellen. Und in diese Rechenmodelle werden die neuen Ergebnisse integriert:

"Wenn ich mich 20 Prozent im Druck täusche, dann ist das erheblich. Deswegen ist es so, dass in den nächsten Jahren Rechenprogramme auf den Markt kommen werden, die diese zusätzliche Komplikation berücksichtigen, und damit Vorhersagen erlauben, die vielleicht nur noch wenige Prozent daneben liegen oder vielleicht sogar besser sind."

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