Geographie Infothek: Tiefsee

Methanhydrate sind eisähnliche, feste Verbindungen aus Wasser und Methangas. Sie gehören zur chemischen Gruppe der Gashydrate und können nur bei tiefen Temperaturen und hohem Druck ihre Struktur aufrechterhalten. Ändern sich die äußeren Bedingungen, werden die Hydrate instabil und zerfallen. Auf der Erde findet man sie im Meeresboden ab Tiefen von 300 - 500 m und im Permafrostboden (Dauerfrostboden in kalten Regionen) ab Tiefen von 200 - 1.000 m. Die Wassermoleküle in den Gashydraten bauen eine sog. Käfigstruktur auf, in die die Gasmoleküle eingeschlossen werden. 1 m³ Hydrat kann bis zu 170 m³ Gas enthalten. Neben Methan können das z. B. auch Chlor oder Schwefelwasserstoff sein. 90 % der natürlich vorkommenden Gashydrate enthalten jedoch Methan als zentrales Molekül. Eine wichtige Voraussetzung zur Bildung von Methanhydrat ist neben dem Druck und der Temperatur auch die Verfügbarkeit einer ausreichenden Menge an Gas. Im Ozeansediment stammt das Methan aus dem biologischen Abbau von Pflanzen- und Tierresten. Es reichert sich im Wasser an, bis dieses gesättigt ist und eine Umwandlung zu Hydraten erfolgen kann. Methanhydrate können vielfältige Formen annehmen. Sie treten als Klumpen, Verzweigungskomplexe oder kompakte Schichten (bis mehrere 100 m dick) in Erscheinung. Im Porenraum der Ozeansedimente wirken sie wie Zement und sorgen für eine hohe Festigkeit und Stabilität des Meeresbodens.