Yellowstone birgt Hoffnung: Nachhaltige Heliumquellen entdeckt
Wissenschaftler haben im Yellowstone-Gebiet große Mengen an "emissionsfreiem" Helium entdeckt, das dazu beitragen könnte, die globalen Engpässe dieses Gases zu lindern. Untersuchungen legen nahe, dass Helium ohne Methanemissionen gefördert werden kann.
Die Yellowstone-Region birgt potenziell ungenutzte Heliumvorkommen, die in Raketen, Reaktoren und Supraleitern ohne Kohlendioxidemissionen eingesetzt werden könnten. Helium ist normalerweise ein Nebenprodukt von Erdgas, doch Forscher suchen nach umweltfreundlicheren Quellen, um die globale Erwärmung zu begrenzen. Daher wird nach Alternativen in Regionen wie Yellowstone, dem Rukwa Rift in Tansania und Bakreswar-Tantloi in Indien gesucht.
Welche Bedingungen herrschen für die Heliumgewinnung in Yellowstone?
Obwohl Wissenschaftler von den umfangreichen Heliumvorkommen in Yellowstone erst seit etwas über einem Jahrzehnt wissen, bieten neue Studien an uralten Gesteinen in dieser Region und an zwei weiteren Orten die Möglichkeit, herauszufinden, ob dieses Helium abgebaut werden kann. "Wir überlegen, wie wir Helium ohne fossile Brennstoffe gewinnen können", sagte Ernest Mulaya, Geologe an der Universität Dar es Salaam in Tansania, in einem Interview mit "Live Science".
Neue Forschungsarbeiten, kürzlich veröffentlicht in der "International Geology Review", konzentrieren sich auf Regionen, die konzentriertes Helium ohne Methanemissionen freisetzen. Helium ist normalerweise ein Nebenprodukt von Erdgas, aber Wissenschaftler suchen nach umweltfreundlicheren Quellen, um die globale Erwärmung zu begrenzen. "Wenn die Temperatur die Schließtemperatur eines bestimmten Minerals übersteigt, wird Helium freigesetzt", erläuterte Jon Gluyas, Professor an der Universität Durham in Großbritannien.
Kann Yellowstone eine Quelle für "grünes" Helium sein?
Untersuchungen deuten darauf hin, dass Yellowstone, ähnlich wie Bakreswar-Tantloi in Ostindien und Rukwa Rift im Südwesten Tansanias, geothermisch aktiv ist. Dies bedeutet, dass die Wärme aus dem Erdinneren an die Oberfläche dringt und zur Entstehung von Geysiren und heißen Quellen führt. Geothermische Wärme ist unerlässlich, um Helium ohne Kohlenstoffemissionen zu produzieren, da sie Heliumatome aus tiefem Gestein freisetzt. Helium entsteht durch den Zerfall von Uran und Thorium, was Milliarden von Jahren dauert. Diese Atome bleiben in Kristallen in den Gesteinen eingeschlossen, es sei denn, sie werden hohen Temperaturen ausgesetzt.
Professor Jon Gluyas von der Universität Durham erklärte auf der Website "Live Science", dass Helium freigesetzt wird, wenn die Temperatur die sogenannte Schließtemperatur eines bestimmten Minerals übersteigt. Helium gelangt dann in Flüssigkeiten wie Wasser oder Salzlake, die sich in den Räumen zwischen den Gesteinen bewegen, und bildet ein Gas, das unterirdisch migrieren und an die Erdoberfläche aufsteigen kann.
Die Entdeckung von Helium in Tansania im Jahr 2016 weckte die Hoffnung, dass ähnliche geologische Bedingungen auch anderswo bestehen könnten, die ebenfalls kohlenstoffemissionsfreie Heliumvorkommen verbergen. Neben der geothermischen Aktivität liegt der Rukwa Rift auf Gesteinen, die Milliarden Jahre alt sind und reich an Uran und Thorium, was bedeutet, dass Helium genügend Zeit hatte, sich zu bilden.
Helium, notwendig für die Kühlung u.a. in Raketen oder Reaktoren
Es scheint, dass auch Yellowstone auf uralten, Helium produzierenden Gesteinen liegt. Er ist im Wyoming-Kraton verwurzelt, der Gesteine enthält, die 3,5 Milliarden Jahre alt sind, und Verwerfungen am Rand der Caldera bilden wahrscheinlich Kanäle für riesige Mengen Helium.
Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass sich unter Yellowstone ein geschlossener Speicher befindet, wie Gluyas erklärte. Vielmehr bildet der Nationalpark ein Röhrensystem, durch das Helium in die Atmosphäre entweicht. Jährlich entweichen etwa 66 Tonnen Helium durch heiße Quellen und Dampflöcher, wie Wissenschaftler 2014 aufzeigten. Helium ist ein wesentliches Kühlmittel in Raketen, Kernreaktoren, Supraleitern und in der Diagnosetechnik, aber Anbieter könnten bald Schwierigkeiten haben, die steigende Nachfrage zu decken.
Jedes Jahr entweichen etwa 66 Tonnen Helium durch heiße Quellen in Yellowstone
Die wesentlichen Aussagen der neuen Studie sind, dass an allen drei Standorten sehr vielversprechende Bedingungen herrschen, was zu weiteren Forschungen ermutigt. Ergebnisse eines Heliumbohrplatzes in der Nähe von Babbitt deuten darauf hin, dass die Produktion von Helium ohne Kohlenstoffemissionen möglich ist und die Heliumkonzentration im geförderten Gas sehr hoch sein könnte. Mulaya betonte, dass die Zukunft von Helium vielversprechend aussieht, um die derzeitigen Engpässe zu bewältigen.
