Potsdam/Lausanne (Labnews Media LLC) – Natürlicher Wasserstoff, der durch geologische Prozesse im Untergrund von Gebirgen entsteht, könnte eine vielversprechende kohlenstoffarme Energiequelle darstellen. Eine neue internationale Studie unter Leitung der Universität Lausanne (Unil) und des GFZ Helmholtz-Zentrums Potsdam zeigt, dass Erosion eine entscheidende und ambivalente Rolle bei der Bildung und Akkumulation dieses natürlichen Wasserstoffs spielt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Pyrenäen und die Alpen wichtige Zielgebiete für die weitere Exploration sein könnten.
Wasserstoff wird als zentraler Energieträger für die Energiewende gesehen, insbesondere für den Betrieb von Fahrzeugen und die Dekarbonisierung industrieller Prozesse. Während die Produktion von grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Energien noch teuer ist, gewinnt natürlicher Wasserstoff aus geologischen Quellen zunehmend an Interesse. In Gebirgsregionen wie den Alpen oder den Pyrenäen wurden vor Millionen Jahren Riftbecken gebildet, bevor tektonische Platten kollidierten. Dabei wurden Gesteine aus dem Erdmantel an die Oberfläche gebracht, wo sie unter geeigneten Temperaturbedingungen mit Wasser reagieren und Wasserstoff freisetzen – ein Prozess, der als Serpentinisierung bekannt ist. Der entstehende Wasserstoff kann sich in porösen Gesteinsschichten ansammeln.
Die neue Studie, die in der Fachzeitschrift Journal of Geophysical Research: Solid Earth veröffentlicht wurde, zeigt, dass Erosion einen ambivalenten Einfluss hat. Einerseits fördert sie den Aufstieg von Mantelgesteinen und verbessert die Bedingungen für die Serpentinisierung. Andererseits kann zu schnelle oder intensive Erosion Reservoirgesteine zerstören oder die Temperaturbedingungen ungünstig verändern. Die geologische Geschichte der Regionen, insbesondere die Dauer früherer tektonischer Dehnungsphasen, spielt ebenfalls eine wichtige Rolle.
Durch den Vergleich verschiedener Gebirgsketten (Alpen, Pyrenäen und Betic Cordillera in Spanien) konnten die Forschenden zeigen, dass nicht alle Gebirge gleichwertiges Potenzial haben. Die Pyrenäen erscheinen besonders günstig, während auch die Alpen interessantes Potenzial aufweisen.
Frank Zwaan, Erstautor der Studie (ehemals GFZ, jetzt Unil), erklärte, dass Erosion ein entscheidender und ambivalenter Faktor bei der natürlichen Wasserstoffproduktion sei. Die Ergebnisse liefern eine bessere Grundlage, um zu entscheiden, wo weitere Untersuchungen sinnvoll sind. Weitere Forschung sei jedoch notwendig, um die genauen Standorte potenzieller Wasserstoffvorkommen zu identifizieren.
Die Studie baut auf einer 2025 in Science Advances veröffentlichten Arbeit auf und unterstreicht, dass sehr spezifische geologische Bedingungen erfüllt sein müssen, damit sich große Wasserstoffakkumulationen bilden können – vergleichbar mit den Bedingungen in klassischen Erdölsystemen.
Natürlicher Wasserstoff wird bereits lokal in Mali genutzt. Die Frage ist nun, ob großflächige Vorkommen gefunden werden können. Die neuen Erkenntnisse tragen dazu bei, gezieltere Explorationsstrategien zu entwickeln und die Rolle geologischer Prozesse bei der Bildung natürlicher Wasserstoffressourcen besser zu verstehen. Dies könnte langfristig einen Beitrag zur Energiewende leisten, ohne auf fossile Energieträger oder teure grüne Elektrolyse angewiesen zu sein.
Journal
Journal of Geophysical Research Solid Earth
DOI
