Wie entsteht methanhydrat?

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4 Antworten

Entstehung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
In Ozeanen wird Methan von einer bestimmten Gruppe der Archaeen, den Methanogenen, gebildet. Sie reduzieren zum Zweck der Energiegewinnung Kohlenstoffdioxid oder andere C1-Verbindungen zu Methan. Dieser biochemische Prozess wird Methanogenese genannt.
Bei der Entstehung von Methanhydrat muss das Wasser mit Methan übersättigt sein, ferner müssen bestimmte Druck- und Temperaturbedingungen herrschen. Nur bei hohen Drücken und niedrigen Temperaturen sind Methanhydrate stabil. Bei Anwesenheit von Schwefelwasserstoff oder Kohlenstoffdioxid kann sich Methanhydrat schon bei niedrigeren Drücken und etwas höheren Temperaturen bilden. Große Vorkommen neben denen in Ozeanen befinden sich im Eisschild Grönlands und in der Antarktis sowie in den Permafrostböden.

Struktur eines Methanhydratbrockens aus der Subduktionszone vor Oregon
An der Subduktionszone vor Oregon wird durch Plattentektonik die ozeanische Juan-de-Fuca-Platte unter die kontinentale Nordamerikanischen Platte subduziert. Dabei wird das subduzierte Sediment in größeren Tiefen ausgepresst und Porenwasser mit hohem Methangehalt wird nach oben transportiert. In der Nähe der Sedimentoberfläche kommt dieses gelöste Methan durch Abkühlung in das Stabilitätsfeld von Methanhydrat, und es bildet sich Methanhydrat im Sediment beziehungsweise an der Sedimentoberfläche. Durch diesen Prozess wird das meiste aufsteigende Methan im Sediment gebunden und nahe der Sedimentoberfläche abgelagert. An der Sedimentoberfläche können die Stellen, an denen dieses Porenwasser das Sediment verlässt (Cold Seep), am Auftreten von Bakterienmatten sowie großer Muschel- und Wurmkolonien erkannt werden. Diese Fauna nutzt das restliche im aufsteigenden Wasser vorhandene Methan und Schwefelwasserstoff, um daraus mit Hilfe spezieller methan- beziehungsweise sulfidoxidierender Bakterien Energie als Lebensgrundlage zu gewinnen, unabhängig von Licht, das im Gegensatz dazu in belichteten Lebensräumen mittels Photosynthese die primäre Energiequelle von Lebensgemeinschaften darstellt.
Der geringe Anteil an 13C legt eine mikrobielle Entstehung nahe. Organische Stoffe in Meeressedimenten können von Mikroorganismen unter anaeroben Bedingungen unter anderem zu Methan umgesetzt werden, das mit dem umgebenden Wasser Methanhydrat bildet. Gerald Dickens, Paläogeologe an der Rice University in Houston, nimmt an, dass im Paläozän vor rund 55 Millionen Jahren, als die Temperaturen vier bis fünf Grad höher waren als heute, im Meer große Mengen organischer Stoffe gebildet wurden. Diese Stoffe waren vermutlich Ausgangsstoffe der Bildung von Methanhydrat.
Im Hinblick auf die Vermutung, dass in den Methanhydratlagerstätten doppelt so viel Kohlenstoff enthalten sein könnte wie in allen bekannten Lagerstätten fossiler Brennstoffe (Erdgas, Erdöl, Kohle, Ölsande) zusammen, fürchten Kritiker, dass die Ausbeutung dieser Lagerstätten – entstanden vor etwa 60 Millionen Jahren im Paläozän – dessen Klima durch den Treibhauseffekt wieder zurückbringen könnte. Am Ende des Paläozän kam es zu einem weltweiten, plötzlichen Temperaturanstieg von circa 5 bis 6 °C[10]. Das Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum wurde durch eine plötzliche Freisetzung von Methan ausgelöst. Als Quelle werden instabil gewordene Methanhydratvorkommen am Meeresgrund diskutiert.

Quelle: Wikipedia

Methan in Wasser gelöst, dazu Druck und Temperatur zwischen 4°C und 0°C.

Da Methanhydrat einen höheren Schmelzpunkt hat als Wasser, friert aus dem wenig methan-haltigen Wasser das stark methan-haltige Methanhydrat aus.

Das Wasser verarmt dadurch an Methan und kann neues, sofern welches vorbeigeschwommen kommt, Methan lösen, das später dann auch wieder ausfrieren kann.

In Ozeanen wird Methan von einer bestimmten Gruppe der Archaeen, den Methanogenen, gebildet. Sie reduzieren zum Zweck der Energiegewinnung Kohlenstoffdioxid oder andere C1-Verbindungen zu Methan. Dieser biochemische Prozess wird Methanogenese genannt.
Bei der Entstehung von Methanhydrat muss das Wasser mit Methan übersättigt sein, ferner müssen bestimmte Druck- und Temperaturbedingungen herrschen. Nur bei hohen Drücken und niedrigen Temperaturen sind Methanhydrate stabil. Bei Anwesenheit von Schwefelwasserstoff oder Kohlenstoffdioxid kann sich Methanhydrat schon bei niedrigeren Drücken und etwas höheren Temperaturen bilden. Große Vorkommen neben denen in Ozeanen befinden sich im Eisschild Grönlands und in der Antarktis sowie in den Permafrostböden.

Quelle: Wikipedia

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