Methaneis-Kristalle zehnmal größer als bisher angenommen

Messungen an der Strahlenquelle HASYLAB zeigen, dass natürliches Methanhydrat aus größeren Kristallen besteht als künstlich im Labor erzeugtes.

Röntgenanalyse des Methaneises
Röntgenanalyse des Methaneises

Göttingen/Bremen/Hamburg - Im Labor erzeugtes Methaneis besteht aus Kristallen, die nur etwa 0,04 Millimeter groß sind. Erstmals gelang es nun einem Team von Wissenschaftlern der Universitäten Göttingen und Bremen, natürliches Methaneis zu vermessen. Da das Methaneis bei normalen Bedingungen in kürzester Zeit in Wasser und Gas zerfällt, mussten die Proben in dicken Behältern mit hohem Druck und niedriger Temperatur vermessen werden. "Dazu brauchten wir extrem hochenergetische Röntgenstrahlung. Genau wie bei sichtbaren Licht hat auch Röntgenstrahlung ein breites Spektrum an Wellenlängen.", erklärt Stephan Klapp, Autor der Studie. "Diese Strahlung entsteht, wenn Elektronen auf knapp unter Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und dann um die Kurve des Beschleunigerringes fliegen. Genau an diesen Stellen positionieren wir unsere Probenbehälter", erläutert der Klapp, der Doktorand der Exzellenz-Graduiertenschule GLOMAR ist. Die Messungen wurden an der Synchrotronstrahlenquelle DORIS III am HASYLAB des Deutschen Elektronen-Synchrotons DESY durchgeführt.

Die Daten ergaben, dass das natürliche Methaneis aus ungefähr kugelförmigen Kristallen mit Durchmesser von 0,3 bis 0,6 Millimetern besteht - zehn mal größer als die bisher vermessenen künstlichen Proben. Dazu Klapp: "Wir waren von den Ergebnissen völlig überrascht. Anscheinend verändern sich die Kristalle nach ihrer ersten Bildung noch und wachsen. Vielleicht ist es sogar möglich, dass die Größe etwas über das Alter von Methaneis verrät". Diese These erscheint denkbar, denn die Forscher untersuchten Methaneis aus zwei verschiedenen Standorten. Bei einer Probe aus dem Golf von Mexiko waren die Eiskristalle nur etwas halb so groß wie die Kristalle vor der Küste von Oregon.

Methaneis (Methanhydrat) ist ein Festkörper, der aus mit Wassereis gebundenem Methan besteht. Es ist ein wichtiger Bestandteil des weltweiten Kohlenstoffkreislaufs. Methanyhdrat kommt an den Rändern praktisch aller Ozeane vor. Die gesamte Menge des in Methaneis gebundenen Methans wird als dreißig mal klimawirksamer eingestuft als das Kohlendioxid, das sich schon jetzt in unserer Atmosphäre befindet.