Edelgas Helium ist zwar nach kosmischen Maßstäben alles andere als selten
Baku, 30. Juni, AZERTAC
Es ist wichtig für Medizin und Technik, doch Helium ist ziemlich knapp. Ein neuer Fund in Tansania könnte die Lage entspannen - wenn sich die Lagerstätte wirtschaftlich nutzen lässt.
Krise, das sagt sich so leicht dahin. Brexit-Krise, Ukrainekrise, Flüchtlingskrise - das Wort bestimmt die Schlagzeilen. Dann freilich gibt es noch die Krisen, von denen kaum jemand gehört hat. Die Helium-Krise zum Beispiel. Vor der haben Forscher wie der Physiknobelpreisträger Robert Richardson seit Jahren gewarnt.
Die Kurzfassung: Das Edelgas Helium ist zwar nach kosmischen Maßstäben alles andere als selten - wegen seiner Flüchtigkeit aber auf der Erde ziemlich knapp. Und die Vorräte schwinden rapide. Dabei brauchen wir das Element nicht nur als Partyspaß in Luftballons, sondern vor allem für so praktische Dinge wie die Kühlung der Magnete in Kernspintomografen, die Herstellung von Computerchips, für bestimmte Schweißverfahren, zum Betrieb von Weltraumteleskopen und Teilchenbeschleunigern.
Weltverbrauch mal sieben - Auch wenn Wissenschaftler im Detail darüber stritten, ob das Wort Krise tatsächlich angebracht ist: Helium war und ist ein kostbares Gut, vor allem als Kühlmittel für supraleitende Magnete. Ein Fund im ostafrikanischen Tansania lässt nun zumindest hoffen, dass es auch in Zukunft nicht knapp wird.
Und das gleich aus zwei Gründen: Da ist zum einen die Größe der Lagerstätte, die ungefähr den siebenfachen aktuellen Weltjahresverbrauch des Edelgases umfassen soll. Zum anderen, und das ist vielleicht noch interessanter, versprechen die beteiligten Forscher, dass sich das angewandte Suchverfahren auch in anderen Teilen der Erde erfolgreich einsetzen lässt.
Forscher der britischen Universitäten in Durham und Oxford haben ihre Ergebnisse gerade auf einer großen Geochemie-Konferenz im japanischen Yokohama vorgestellt. Konkret vermuten sie eine Lagerstätte von 1,5 Milliarden Kubikmeter Helium. "Das ist bahnbrechend in Bezug auf die zukünftige Sicherheit der Heliumversorgung der Gesellschaft", sagt Chris Ballentine von der University of Oxford. Schon bald könne es noch mehr derartige Funde geben. Zusammen mit Kollegen hatte er sich im Gebiet des Ostafrikanischen Grabens umgesehen, einem Hunderte Kilometer langen Riss in der Erdkruste.
USA lösen Heliumreserve auf - und drücken den Preis - Die Gegend, wo der afrikanische Kontinent eines fernen Tages einmal auseinanderbrechen dürfte, ist geologisch höchst aktiv. Vulkane sind dabei auch schuld am Entstehen der gefundenen Heliumlagerstätten. Kleinere Mengen des Gases bilden sich ständig bei radioaktiven Zerfallsprozessen im Gestein der Erdkruste. Spannend wird es nun, wenn sie durch die Hitze des Vulkanismus nach oben befördert werden - und sich dort in bodennahen Erdgaslagerstätten sammeln.
Die Forscher hatten mit ihrem Ansatz schon in den Rocky Mountains interessante Gebiete für die Heliumsuche identifiziert. Nun konnten sie in natürlichen Gasaustritten in Tansania Heliumkonzentrationen von teils mehr als zehn Prozent ausmachen, berichten sie.
Erdgasfelder rund um den Globus sind bereits jetzt die wichtigsten Orte für die Heliumproduktion. Das Edelgas ist in geringer Konzentration im geförderten Erdgas enthalten und wird davon abgetrennt. Neben den USA und Russland gehören unter anderem Algerien und Katar zu den wichtigsten Herstellern. Helium aus der Luft zu gewinnen, wäre viel zu energieintensiv. Die Konzentration des Gases liegt in Bodennähe gerade einmal bei 5,2 ppm (parts per Million, zehntausendstel Prozent).
Dicht an Vulkanen, aber nicht zu dicht - Die USA verfügten jahrzehntelang über eine staatliche Heliumreserve mit Milliardenwert - zuerst für das Befüllen von Luftschiffen, später für das Spülen von Raketentanks. Der Vorrat wurde in einer unterirdischen Kaverne im texanischen Amarillo gelagert - und wird seit 1996 nach und nach aufgelöst. Das Problem: Dadurch ist der Preis für Helium in den vergangenen Jahren massiv gefallen, ein sparsamer Umgang lohnte sich nicht. Doch schon in Kürze ist der Verkauf der Reserve abgeschlossen - und dann dürften zumindest für internationale Kunden die Preise anziehen. US-Institute und die Regierung halten nur einen Teil der Reserven für sich zurück.
Für den Weltmarkt könnten frische Vorkommen interessant sein. Bei der Heliumsuche nach dem neuen Verfahren ist nach Auskunft der Forscher - kurz gesprochen - der richtige Abstand zu einem Vulkan entscheidend. Wenn die Gaslagerstätten zu dicht an diesem liegen, ist das Helium zu sehr durch andere Gase wie Kohlendioxid verdünnt. Bei zu großem Abstand zum Vulkan, wiederum, wurde zu wenig Helium nach oben befördert.
An den Untersuchungen in Tansania war neben den Wissenschaftlern auch das norwegische Unternehmen Helium One beteiligt. Und dessen Mitarbeiter werden genau darauf schauen, ob eine Förderung in Ostafrika überhaupt wirtschaftlich wäre. "Ob sich eine Bohrung und eine Förderung lohnt, wäre noch zu sehen", sagt auch Joerg Erzinger vom Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam, der nicht an den Forschungsarbeiten beteiligt war.
Zwar sei der berichtete Heliumanteil von zehn Prozent "wirklich viel", so Erzinger, doch im Gegensatz zur bisherigen Heliumproduktion gebe es einen entscheidenden Unterschied: Woanders habe man nach Gas gebohrt und nebenbei auch Helium gefördert. In Tansania wäre das Helium der Hauptgrund zu bohren.
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