Eine wissenschaftliche Bohrmission im Golf von Mexiko ist mit 44 Bohrkernen aus einem Methanhydrat-Reservoir tief unter dem Meeresboden zurückgekehrt. Weltweit enthalten energiereiche Methanhydrate schätzungsweise 15 % des weltweiten organischen Kohlenstoffs, werden von der wissenschaftlichen Gemeinschaft jedoch kaum verstanden.
„Dies ist ein wichtiger Teil des Kohlenstoffkreislaufs“, sagte Missionsleiter Peter Flemings, Professor an der Jackson School of Geosciences der University of Texas. „Es handelt sich um ein dynamisches Kohlenstoffreservoir, das kontinuierlich Methan in die Ozeane und möglicherweise in die Atmosphäre abgibt.“
Die erfolgreiche Mission unter der Leitung der University of Texas in Austin wird es nun Universitäten und wissenschaftlichen Einrichtungen im ganzen Land ermöglichen, die Methanhydrate zu untersuchen. Zu den Forschungsfragen gehört vor allem, wie und wann die Hydrate entstanden sind, wie sie auf ein sich änderndes Klima reagieren könnten und wie sie möglicherweise als Energiequelle genutzt werden könnten.
Methanhydrate sind eine eisartige Form von Methan, die unter hohem Druck und niedrigen Temperaturen vorkommt. Sie entstehen häufig auf und unter dem Meeresboden und unter arktischem Permafrost. Allerdings lösen sich die Hydrate bei den an der Erdoberfläche herrschenden Drücken schnell auf, wodurch Methan in die Atmosphäre freigesetzt wird. Die festen Hydrate sind unglaublich energiedicht, wobei jede Einheit Methanhydrat unter Oberflächenbedingungen das 165-fache der Energie eines äquivalenten Gasvolumens enthält. Aber Methan ist auch ein starkes Treibhausgas, dessen Emissionen etwa das 25-fache des Wärmespeicherpotenzials von Kohlendioxid haben.
Hydrate kommen in vielen Teilen der Welt vor. Angesichts ihrer potenziellen Auswirkungen auf die Klima- und Energielandschaft sagten Missionswissenschaftler, es sei wichtig, mit dem Aufbau eines grundlegenden Verständnisses der Substanz zu beginnen, einschließlich der Frage, wie viel Methanhydrat vorhanden ist.
„Wir wissen nur unzureichend, wie viel es gibt“, sagte Ann Cook, Professorin an der Ohio State University School of Earth Sciences und Wissenschaftlerin auf der Mission. „Wir wissen, dass es eine Menge gibt, aber unsere Schätzungen schwanken um Größenordnungen.“
Methanhydrat-Reservoirs entstehen unter dem Meeresboden, wenn sich Methan bei niedrigen Temperaturen und großen Drücken ansammelt. Es ist wichtig, die Besonderheiten des umgebenden Reservoirsystems zu verstehen, da es Einfluss darauf hat, ob Methanhydrat fest bleibt oder in Gas zerfällt und wie leicht freies Gas das Reservoirsystem an andere Orte verlassen kann – einschließlich anderer Teile des Meeresbodens, des Ozeans usw sogar die Atmosphäre. Es beeinflusst auch, wie Methanhydrat eines Tages zur Energiegewinnung hergestellt werden könnte.
Die Mission, die im Jahr 2023 stattfand, ist Teil eines 10-Jahres-Projekts. Die Kerne wurden in einem Speziallabor der Jackson School gelagert, einer der wenigen Einrichtungen weltweit, die Hydrate unter ihrem natürlichen Druck speichern und analysieren können. Muster werden anderen Institutionen zur Verfügung gestellt. Zu den Forschungspartnern zählen die Ohio State University, die University of Washington, die Columbia University, die Tufts University, die Oregon State University, das James Hutton Institute, die University of New Hampshire, das Bureau of Ocean and Energy Management und der US Geological Survey.
Wissenschaftler werden die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des Stoffes untersuchen. Dazu gehören Tests zum Porenvolumen, der Korngröße, den Isotopen und der Geochemie der Hydrate sowie die DNA- und RNA-Sequenzierung von Mikroben, die in den Proben vorhanden sein können.