Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Einsichten in die Folgen von Methanaustritten am Meeresboden

07.01.2016

Ein Krater am Boden der Nordsee, der 1990 durch eine Gasexplosion im Zuge von Öl-Explorationen entstand, eröffnet einem internationalen Forscher-Team neue Einblicke in das Schicksal von Methanaustritten am Meeresboden. Zusätzliche Untersuchungen und Überwachungsstrategien sind nötig, um die Triebkräfte weiterer Emissionen besser zu verstehen, argumentieren die Wissenschaftler in einer Sonderausgabe des Fachmagazins „Journal of Marine and Petroleum Geology“.

Am 20. November 1990 stießen Bohrungen im Auftrag der Firma Mobil North Sea (heute ExxonMobil) in etwa 100 Metern Wassertiefe im Britischen Sektor der Nordsee „UK 22“, ungefähr 200 Kilometer von Schottland entfernt, auf ein flaches Gasvorkommen. Die dabei ausgelöste Explosion setzte große Mengen Methan frei und hinterließ einen Krater am Meeresboden. Während einer Expedition im Jahr 1994 beobachteten Wissenschaftler in dem Gebiet deutliche Gasemissionen.


Blasenteppich über dem Methan-Krater, aufgenommen während der ALKOR-Expedition AL374 im Jahr 2011.

Foto: Peter Linke, GEOMAR


Methanprobennahme an der Wasseroberfläche.

Foto: Karen Hissmann, GEOMAR

„Die Konzentrationen, die wir an der Oberfläche feststellten, sind noch immer die höchsten, die ich je im Meer messen konnte", berichtet Prof. Gregor Rehder, Meereschemiker am Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW).

Rehder leitete die ersten wissenschaftlichen Untersuchungen an dem verlassenen Bohrloch. Eine weitere Expedition bestätigte 2005, dass nach wie vor Gasblasen aus dem 60 Meter breiten und 20 Meter tiefen Krater aufstiegen. Ein Tauchgang mit dem Forschungstauchboot JAGO eröffnete 2006 detaillierte Einblicke in die noch immer aktive Austrittsstelle.

2011 initiierte das Britische Ministerium für Energie und Klimawandel (Department of Energy and Climate Change, DECC) eine genauere Untersuchung. Ziel war, Emissionsraten zu erfassen und Veränderungen des Gases bei seinem Aufstieg in der Wassersäule eingehend zu analysieren, bevor es in die Atmosphäre gelangen konnte.

Die von ExxonMobil finanzierten Arbeiten wurden von Dr. Ira Leifer (Bubbleology Research International) geleitet. Zu den beteiligten Spezialisten gehörten Dr. Alan Judd (Alan Judd Partnership), Dr. Peter Linke (GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel) und David Long (British Geological Survey) sowie viele weitere Experten aus Deutschland, den Niederlanden, den USA und Großbritannien.

Neben einem Gesamtüberblick aus wissenschaftlicher Perspektive lieferte das interdisziplinäre Team erstmals eine Quantifizierung eines massiven Gasblasenaustritts in einem flachen Meeresgebiet sowie Beobachtungsdaten über einen längeren Zeitraum. Die Ergebnisse sind in einer Sonderausgabe des Fachmagazins „Journal of Marine and Petroleum Geology“ zusammengefasst.

„Das GEOMAR ist an sieben der insgesamt 13 Beiträge beteiligt, für vier Artikel zeichnen GEOMAR-Mitarbeiter als Erstautoren verantwortlich“, hebt Dr. Linke hervor. Der Biologe war Fahrtleiter von drei Expeditionen zum Krater, den Reisen ALKOR AL374 (2011), ALKOR AL412 (2013) und CELTIC EXPLORER CE12010 (2012) sowie Berater der Kampagne von DECC und ExxonMobil. „Insgesamt fließen Informationen aus sechs GEOMAR-Expeditionen ein.“

Auf ihren Expeditionen in den Jahren 2011 und 2012 stellten die Wissenschaftler fest, dass die Quelle noch immer Gas freisetzte. Über die Verteilung des Methans entschieden allerdings jahreszeitlich schwankende Bedingungen: Im Sommer lagern verschieden warme Wasserschichten der Nordsee klar getrennt übereinander. „In solchen Phasen mit wenig Durchmischung erreicht nur wenig Methan in den Gasblasen die Oberfläche“, erklärt Dr. Linke. „Strömungen können das Gas dann von der Quelle forttransportieren, es kann verteilt und gelöst werden. Ein Teil wird von Mikroben in der Wassersäule und am Meeresboden abgebaut. Aber wir wissen noch nicht, wie dies Organismen beeinflusst, die in der Nähe der Quelle leben.“

Vom Spätherbst bis zum Frühling sorgen Wind und Wellen für eine tiefere Durchmischung der Nordsee. Die Forscher gehen davon aus, dass das Methan dann bis an die Oberfläche und in die Atmosphäre gelangt. So wurden die höchsten Konzentrationen von Methan in der Atmosphäre in einem Gebiet von vier mal vier Kilometern über dem Krater gemessen. Doch auch wenn der Krater signifikant zum Methan-Budget der Nordsee beiträgt, stellt er für das Klima insgesamt kein vergrößertes Risiko dar, so die Wissenschaftler.

„Wir waren zunächst überrascht darüber, dass wir keine höheren Konzentrationen über der Temperatur-Sprungschicht messen konnten“, erinnert sich Dr. Jens Schneider von Deimling, Geophysiker am GEOMAR. „Aber seit wir entdeckt haben, daß die am Meeresboden austretenden Gasblasen einen großen Wirbel bilden nehmen wir an, dass bislang nicht verstandene Prozesse die Verbreitung und den Austausch des Gases noch fördern. Es kann sein, dass Blasen aus größeren Wirbeln nicht mehr viel Methan enthalten, wenn sie die Oberfläche erreichen.“

Langzeit-Untersuchungen mit so genannten Landern, Plattformen für verschiedene Messungen und Experimente am Meeresboden, deuteten auf schwankende Emissionen hin. Im Dezember 2011 wurde eine Eruption mit dramatisch erhöhten Gasfreisetzungen registriert. Nachfolgende Untersuchungen mit dem Tauchroboter ROV KIEL 6000 offenbarten, dass sich die Struktur am Meeresboden nochmals verändert hatte. „Dies belegt, dass eruptive Kräfte eine sporadische, aber wichtige Rolle spielen“, folgert Dr. Linke. „Der Krater ist auch heute noch immer aktiv und wird es auch für einige Jahre bleiben.

Wir sind der Meinung, dass die Stelle nicht nur überwacht werden muss – wir sollten sie auch als natürliches Laboratorium nutzen und daraus für zukünftige Explorationen lernen.“ Die Wissenschaftler empfehlen, zusätzliche Daten zu sammeln, Hypothesen zu überprüfen und die Veränderungen des Methans in der Wassersäule und am Meeresboden genauer zu untersuchen und das Monitoring zu verbessern. Für Ende August 2016 ist bereits eine weitere Ausfahrt zum Krater geplant.

Originalveröffentlichung:
Ira Leifer and Alan Judd (Herausgeber, 2015): The 22/4b Study: Investigations of the Geologic, Water-Column, and Atmospheric Phenomena of a Persistent North Sea Gas Blowout. Marine and Petroleum Geology, Volume 68, Part B, Pages 705-882 (December 2015)


- Gemeinsame Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) und des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel -

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
http://www.gov.uk/government/organisations/department-of-energy-climate-change Department of Energy & Climate Change (DECC)
http://www.bgs.ac.uk British Geological Survey
http://www.io-warnemuende.de Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW)

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Der Salzwasser-Wächter auf der Darßer Schwelle
19.09.2017 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

nachricht Zeppelin, Drohnen und Forschungsschiffe untersuchen Wattenmeer und Elbe
19.09.2017 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie