Innovative Technologie zur Erkundung der tiefen Biosphäre des Mittelmeers
Gashydrate sind eisähnliche Kristallstrukturen aus Wassermolekülen. Diese bauen Käfigstrukturen auf, in denen Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht, insbesondere Methan, eingeschlossen sind. Natürliche Vorkommen an Methanhydraten wurden weltweit in großen Mengen gefunden, jedoch ausschließlich in den Permafrostböden der Polarregionen und in Meeressedimenten an den Kontinentalrändern. Wenn eine Technologie zum wirtschaftlichen Abbau von Methanhydraten entwickelt werden könnte, würden diese eine sehr große potenzielle Energieressource darstellen. Um eine praktische Methode des Methangasabbaus zu finden, müssen zunächst grundlegende Informationen über die der Bildung und des Zerfalls von Gashydraten zugrunde liegenden Mechanismen sowie ihre Eigenschaften, einschließlich Kinetik und Kristallwachstum, gefunden werden. Im Rahmen des von der Europäischen Kommission finanzierten ANAXIMANDER-Projekts wurde ein integrierter Ansatz zur Erforschung und Evaluation von Gashydraten im östlichen Mittelmeerraum genutzt. Unter Anwendung moderner Prüfmessgeräte wurde das gashydrathaltige Sedimentinnere vom untermeerischen Anaximander-Gebirge zur Entnahme von Teilproben unter minimaler Veränderung der Eigenschaften an die Meeresoberfläche gebracht. Zur optischen Untersuchung der Gashydrat-Kristalle und ihrer makroskopischen Eigenschaften wurde eine neuartige Zelle geschaffen, die in begrenzten Räumen eine Druck- und Temperaturkontrolle ermöglicht und somit die gleichen Bedingungen gewährleistet, wie sie im Inneren der Sedimente vorgefunden werden können. Die optische Hochdruckzelle wurde mit einer schmalen Glaskapillare ausgestattet und in einem Messingbehälter mit Spalt, der eine vorgegebene konstante Temperatur entwickelt, installiert. Durch Flüssigkeitsentzug aus dem Inneren der Kapillare kann an der Gas-Wasser-Schnittstelle bei einer vorbestimmten Stufe eine schnelle Gashydratbildung hervorgerufen werden. Abhängig vom Druck liegt die Wärmebeständigkeit von Gashydraten zwischen 270-295 K. Kubisches SII-Hydrat entstand aus einem Gasgemisch mit 0,5 % Ethan und 99,5 % Propan unter niedrigen Temperaturen. Konkurrierende SI-Kristalle wuchsen, wenn Gashydrate von einer kälteren in eine wärmere Zone gebracht wurden. Die weitere Bestimmung spezifischer Hydratphasen unter Bedingungen, die denen ihrer natürlichen Umgebung gleichkommen, hat das Potenzial, herkömmliche Charakterisierungsverfahren der Emissionsgas-Analyse von Proben zu ergänzen, die aus dem Labor wiederkommen.
