NGV-Geonieuws 101 artikel 604

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 September 2005, jaargang 7 nr. 18 artikel 604

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 101! Op de huidige pagina is alleen artikel 604 te lezen.

<< Vorig artikel: 603 | Volgend artikel: 605 >>

604 Op zoek naar methaangas uit de aardmantel
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde ! Klik hier voor alle artikelen over Olie, Gas & Mijnbouw !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

De belangrijkste component van aardgas, methaan (CH4), is de meest voorkomende koolwaterstofverbinding in de aardkorst. Het is dan ook een belangrijke energiebron, waarnaar al lang intensief wordt gespeurd. Daarbij is gebleken dat methaangas ook voorkomt onder omstandigheden die er duidelijk op wijzen dat het daar aanwezige gas nauwelijks - of helemaal niet - kan zijn ontstaan uit organisch materiaal. Dat geldt bijvoorbeeld voor gas dat wordt gevonden in de grote oceanische (vulkanische) ruggen, in metamorfe en stollingsgesteenten, en in gesteenten rondom actieve vulkanen.


Microscopisch beeld van het monster (midden) in de "diamant aambeeld cel'

Die voorkomens hebben bij sommige onderzoekers de vraag doen rijzen of er ook methaangas in de aardmantel voorkomt. Hoewel dat door sommige collega’s als uitermate onwaarschijnlijk werd beschouwd, heeft een team onderzoekers van een aantal Amerikaanse onderzoeksinstellingen (het Lawrence Livermore National Laboratory, het Argonne National Laboratory, het Geofysisch Laboratorium van het Carnegie Instituut, de Harvard Universiteit, en de Universiteit van Indiana) hier onderzoek naar gedaan via berekeningen en experimenten. Ze kwamen daarbij tot de conclusie dat, gegeven de bekende feiten over de samenstelling van de aardmantel en van de daar heersende temperatuur en druk, de vorming van methaangas in de aardmantel inderdaad mogelijk is.


De 'diamant aambeeld cel' tijdens het onderzoek en metingen

Bij de experimenten maakten de onderzoekers gebruik van een 'diamanten aambeeld cel' (DAC), een soort pers waarin een klein monster aan extreem hoge druk kan worden blootgesteld door het in te klemmen tussen de punten van twee diamanten, die vervolgens naar elkaar toe worden bewogen. Daarbij kan ook de temperatuur worden verhoogd. Zo werd bekeken wat een klein monster (een microgram) van ijzeroxide, calciet en water deed bij drukken tot 11 gigapascal, bij temperaturen tot boven de 1300 °C. Die omstandigheden geven de situatie in de buitenmantel weer. Via een aantal analysetechnieken (onder andere Raman spectroscopie) werd daarbij vastgesteld dat koolwaterstoffen werden gevormd bij temperaturen vanaf ca. 500 °C. Bij ca. 600 °C waren die verbindingen zeer duidelijk. Methaanvorming bleef doorgaan tot ca. 1500 °C. Het gevormde methaan was al stabiel bij een temperatuur van 500 °C en een druk van 7 gigapascal, wat overeenkomt met de omstandigheden op 100-200 km diepte in de aarde.

Dit betekent dat er inderdaad extreem grote methaanvoorkomens in de aardmantel aanwezig kunnen zijn; veel meer dan in de aardkorst. Of ze ooit winbaar zullen zijn, is echter een ander verhaal.

Referenties:
  • Rennie, G., 2005. The search for methane in Earth’s mantle. Science & Technology Review (Lawrence Livermore National Laboratory), 2005-08, p. 21-23.
  • Scott, H.P., Hemley, R.J., Mao, H.-k., Herschbach, D.R., Fried, L.E., Howard, W.M. & Bastea, S., 2004. Generation of methane in the Earth’s mantle: in situ high pressure-temperature measurements of carbonate reduction. Proceedings of the National Academy of Sciences 101, p. 14023-14026.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Henry Scott, Department of Physics and Astronomy, Indiana University South Bend, South Bend, IN (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl