Wasserstoff in Einschlüsse in ultramafische Gesteine

Energie ist einer der wichtigsten Aspekte des modernen Lebens. Der Verbrauch von Energie, sei es in Form von Elektrizität oder durch Verbrennung, bildet die Grundlage für unseren Wohlstand und unsere zukünftigen Perspektiven. Die begrenzte Verfügbarkeit von Energie, zusammen mit den stark umweltschädlichen Nebenprodukten ihrer Nutzung, treibt die Suche nach neuen, sauberen Energiequellen voran. Wasserstoff wird als eine der Alternativen zu herkömmlichen Energiequellen betrachtet, da seine Verbrennung ausschließlich reines Wasser produziert. Obwohl Wasserstoff das häufigste Element im Universum ist, scheint er auf der Erde nahezu nicht vorhanden zu sein. Wasserstoff kann durch industrielle chemische Prozesse hergestellt werden, die jedoch die wahrgenommene Reinheit dieser Energiequelle beeinträchtigen. Vor Kurzem wurde natürliches Wasserstoffgas in vielen Austritten (seeps) auf der Erde beobachtet. Analysen von Gasen, die von bestimmten Gesteinen freigesetzt werden, weisen darauf hin, dass ultramafische Gesteine, wie zum Beispiel Materialien aus dem Erdmantel, Wasserstoff enthalten können. Dieses Gas kann frei durch die Porenräume im Gestein zirkulieren und kann auch in Kristallen als Flüssigkeitseinschlüsse eingeschlossen werden. Flüssigkeitseinschlüsse sind wertvoll für das Verständnis geologischer Prozesse, die eine Flüssigkeitsphase beinhalten, und können über Millionen von Jahren erhalten bleiben. Die Eigenschaften dieser Flüssigkeit bleiben erhalten und liefern Informationen über die Einschlussbedingungen und damit über die Bedingungen geologischer Prozesse. Wasserstoffhaltige Einschlüsse wurden in Gesteinen von Troodos (Zypern) während einer Vorstudie beobachtet. Troodos ist eine Gebirgsregion, die typischerweise Gesteinsarten enthält, die theoretisch große Mengen an natürlichem Wasserstoff bilden und freisetzen können. Zunächst wird die vorliegende Studie darauf abzielen, die genauen Orte zu identifizieren, an denen Wasserstoff vorkommt, vor allem durch die Beobachtung und Analyse von Flüssigkeitseinschlüssen in Kristallen, die vor Ort gesammelt werden. Der zweite Teil dieses Forschungsvorhabens umfasst eine experimentelle Studie zur Bewertung der Zuverlässigkeit von Flüssigkeitseinschlüssen. Insbesondere stellt sich die Frage: Wenn ein Einschluss gefunden und analysiert wird, der Flüssigkeit in einer bestimmten Tiefe und bei höheren Temperaturen eingeschlossen hat, kann man sicher sein, dass sich dieser nicht verändert hat, bevor er im Labor analysiert wird? Mit anderen Worten: Ist ein Flüssigkeitseinschluss tatsächlich ein geschlossenes System? Wasserstoff ist ein kleines Molekül, das bei höheren Temperaturen leicht durch Kristalle diffundieren kann. Das Vorhandensein von Wasserstoff in Einschlüssen zeigt, dass diese Diffusion unter bestimmten Bedingungen unwirksam wird, die in der experimentellen Studie ermittelt werden sollen.