Kanadas uralte Gesteine könnten eine gewaltige neue Quelle für natürlichen Wasserstoff freisetzen

Ein sauberer Brennstoff könnte in altem Gestein verborgen sein

Wissenschaftler, die in Kanada arbeiten, sagen, dass einige der ältesten Gesteine der Erde auf natürliche Weise Wasserstoffgas in Mengen produzieren und freisetzen, die ausreichen, um ein ernsthaftes Umdenken bei der Wasserstoffexploration zu erzwingen. Die neuen Messungen, die aus Bohrlöchern in einer aktiven Mine nahe Timmins, Ontario, stammen, liefern direkte Belege dafür, dass uralte Krustengesteine Wasserstoff über lange Zeiträume hinweg ansammeln und abgeben können, statt nur Spurenmengen von kurzer Dauer zu erzeugen.

Der Befund stärkt das Argument für „weißen Wasserstoff“, also natürlich vorkommenden Wasserstoff im Untergrund, als potenzielle Energiequelle statt nur als geochemische Kuriosität. Wenn die in Ontario identifizierten Prozesse in ähnlichen Gesteinsformationen anderswo verbreitet sind, könnte die Entdeckung eine neue Front in der Suche nach sauberer Energie eröffnen.

Was die Forscher unter der Erde fanden

Die Studie wurde von Forschern der University of Toronto und der University of Ottawa geleitet, die den Kanadischen Schild untersuchten, eine der ältesten geologischen Regionen des Planeten. Zum ersten Mal maß das Team direkt den Wasserstoff, der aus milliardenealten Gesteinen entweicht, verfolgte seine Anreicherung über die Zeit und kartierte Bereiche, in denen sich das Gas konzentrierte.

Die Daten stammen aus einer aktiven Mine in Nordontario. Den Forschern zufolge setzten die in das Gestein gebohrten Bohrlöcher im Schnitt 0,008 Tonnen Wasserstoff pro Jahr frei, also etwa 8 Kilogramm, und der Gasfluss könnte mindestens ein Jahrzehnt lang anhalten. Über fast 15.000 Bohrlöcher am Standort schätzte die Studie eine jährliche Produktion von mehr als 140 Tonnen Wasserstoff.

Die Forscher berechneten zudem, dass die Energie, die diese Produktion an einem einzigen Standort darstellt, den Jahresbedarf von mehr als 400 Haushalten decken könnte. Auch wenn diese Zahlen durch weitere Feldarbeit noch verfeinert werden müssen, ist die Schlussfolgerung bereits klar: Natürliche Wasserstoffsysteme könnten groß genug sein, um wirtschaftlich relevant zu sein, nicht nur wissenschaftlich.

Warum das für Energie wichtig ist

Wasserstoff wird seit Langem als potenziell wertvoller industrieller Brennstoff und Energieträger angepriesen, insbesondere für Sektoren, die sich nur schwer direkt elektrifizieren lassen. Das Problem ist, dass der meiste Wasserstoff heute nicht sauber ist. Herkömmliche Produktion basiert oft auf fossilen Brennstoffen, was bedeutet, dass der Klimavorteil begrenzt sein oder ganz entfallen kann, wenn Carbon Capture nicht erfolgreich und bezahlbar hinzugefügt wird.

Natürlicher Wasserstoff verändert diese Debatte. Wenn nutzbarer Wasserstoff durch geologische Prozesse unter der Erde erzeugt wird und ohne kohlenstoffintensive Herstellung gewonnen werden kann, könnte er zu einer emissionsärmeren Quelle für abgelegene Gemeinden, Schwerindustrie oder Nischenanwendungen werden. Er würde nicht alle Wasserstoffprobleme lösen, könnte aber eines der schwierigsten entschärfen: den Brennstoff überhaupt erst sauber herzustellen.

Von der Theorie zur direkten Messung

Forscher vermuten seit Langem, dass bestimmte Gesteinsformationen Wasserstoff durch chemische Reaktionen erzeugen, an denen Wasser und eisenreiche Minerale beteiligt sind. Aber einen plausiblen Mechanismus zu identifizieren ist nicht dasselbe wie einen anhaltenden, nutzbaren Fluss im Feld zu beweisen. Die Arbeit in Ontario ist wichtig, weil sie die Diskussion von der Hypothese und indirekten Hinweisen zu einer direkten Messung in einer realen unterirdischen Umgebung verschiebt.

Die in Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichte Studie schlägt außerdem eine neue Explorationsstrategie für ähnliche Ressourcen vor. Das könnte ebenso wichtig sein wie die ersten Messungen selbst. In der Ressourcenentwicklung ist zu wissen, was existiert, nur der erste Schritt. Zu wissen, wo als Nächstes gesucht werden muss, ist das, was eine wissenschaftliche Entdeckung in eine potenzielle Industrie verwandelt.

Wie groß könnte das werden?

Das ist die zentrale offene Frage. Ein produktiver Standort garantiert noch keine global skalierbare Energiequelle. Geologische Wasserstoffsysteme unterscheiden sich wahrscheinlich stark in Chemie, Fließverhalten, Zugänglichkeit und Wirtschaftlichkeit. Einige könnten zu diffus sein, um genutzt zu werden. Andere könnten zu tief liegen oder an Orten, an denen die Förderung unpraktisch ist.

Dennoch ist der Kanadische Schild keine isolierte geologische Besonderheit. Alte kratone Gesteine sind weltweit verbreitet. Wenn ähnliche Prozesse in anderen Regionen aktiv sind, könnten die Messungen in Ontario einen frühen Blick auf eine viel größere Ressourcenkategorie darstellen.

Die Autoren der Studie argumentieren, dass die Daten auf „entscheidende ungenutzte Chancen“ hindeuten, in den Gesteinen unter unseren Füßen kostengünstige heimische Energie zu erschließen. Das ist eine ambitionierte Formulierung, aber keine unvernünftige. Energiewenden hängen oft davon ab, Wert in Ressourcen zu erkennen, die zuvor übersehen wurden, weil niemand sie sorgfältig genug gemessen hatte.

Die praktischen Hürden

Selbst wenn sich natürlicher Wasserstoff als reichlich erweist, wird es viel mehr als spannende Geologie brauchen, um daraus eine nützliche Industrie zu machen. Entwickler bräuchten bessere Methoden, um die besten Lagerstätten zu identifizieren, die Neubildungsraten zu verstehen, Fördersysteme zu entwerfen und die Sicherheit zu gewährleisten. Auch Infrastruktur für Verarbeitung, Transport und Endnutzung wäre wichtig, besonders wenn die Produktion weit entfernt von bestehenden industriellen Nachfragezentren entsteht.

Hinzu kommt der Wettbewerb. Weißer Wasserstoff würde in eine bereits überfüllte Energielandschaft eintreten, in der Solarenergie, Windkraft, Batterien, Kernenergie, konventionelle Wasserstoffprojekte und fossile Brennstoffe um Aufmerksamkeit konkurrieren. Seine Rolle hängt nicht nur von der Geologie ab, sondern auch von Kosten, Zuverlässigkeit und davon, wie gut er zu bestimmten Anwendungen passt.

Dennoch ist der Reiz offensichtlich. Ein heimischer Brennstoff, der natürlich unter der Erde entsteht und ohne konventionelles Kohlenwasserstoff-Reforming verfügbar ist, wäre eine attraktive Option für Länder, die Emissionen senken und zugleich ihre Energiesicherheit verbessern wollen.

Eine Entdeckung, die man genau beobachten sollte

Manche Wissenschaftsgeschichten kündigen zukünftige Möglichkeiten an, die jahrelang abstrakt bleiben. Diese ist anders, weil sie einen lange theoretisch diskutierten Mechanismus mit konkreten Feldmessungen und einem plausiblen Weg zur Exploration verbindet. Das heißt nicht, dass ein natürlicher Wasserstoffboom unmittelbar bevorsteht. Es heißt, dass die Idee von einer spekulativen Hoffnung zu etwas gereift ist, das die Energiebranche nicht länger ignorieren kann.

Wenn Folgestudien ähnliche Flüsse in anderen uralten Gesteinssystemen bestätigen, könnte die Entdeckung in Ontario letztlich verändern, wie Wasserstoff gewonnen wird, wie unterirdische Ressourcen bewertet werden und wie Länder über Energie denken, die in tiefer Geologie verborgen ist statt an der Oberfläche. Für einen Brennstoff, der oft als Teil der Zukunft diskutiert wird, wäre das ein bemerkenswert alter Ort, um ihn zu finden.

Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von Science Daily. Den Originalartikel lesen.