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Lexikon der Biologie: Gashydrate

Gashydrate, zur Gruppe der Clathrate (Einschlußverbindungen, Käfigverbindungen) gehörende feste Verbindungen (8 E ·46 H2O), bei denen Atome oder Moleküle (E = z.B. Ar, Kr, Xe, Cl2, CH4) in strukturell bedingten Hohlräumen fixiert sind, die von durch Wasserstoffbrücken miteinander verknüpften (H2O)20-Dodekaedern gebildet werden. Die eisähnlichen Gashydrate entstehen nur unter hohem Druck und bei niedrigen Temperaturen; Entstehungsort ist fast immer die Grenze von Sedimentschichten. Bei ihrer Bildung aus reinem Wasser verdrängen die Gashydrate im Meerwasser gelöste Ionen, was zu einer Erhöhung der Salzkonzentration um die Verbindungen führt. Große Gashydrat-Vorkommen befinden sich z.B. im Pazifik in 700–1000 m Tiefe im Bereich des sog. Hydratrückens, einem auf dem Kontinentalschelf liegenden und etwa 500 km2 großen Höhenzug ca. 150 km vor der Küste Oregons (USA). Dort treten die methanhaltigen Gashydrate unter zunehmendem Druck in verschiedenen Formen auf (styroporähnliches Gefüge, folienartige Lagen, zementartige Schichten). 1 m3 des dortigen Gashydrats besteht zu 80% aus Wassermolekülen; bei normalem Luftdruck und Zimmertemperatur würde das verdichtete Methan ein Volumen von 164 m3 einnehmen. Das Methan ist wahrscheinlich hauptsächlich biologischen Ursprungs (methanbildende Bakterien). Gashydrate lösen sich (vermutlich gezeitenabhängig) in ihre Bestandteile auf, wobei das Methan in Gasblasen aus dem Sediment aufsteigt. An den Austrittsstellen bilden sich mehrere m2 große und einige cm mächtige, weiße bis orangefarbene Bakterienmatten; die Bakterien beziehen ihre Energie aus der Oxidation von Methan oder Schwefelwasserstoff. Sie sind von bis zu 15 m großen Muschelkolonien umgeben. Im Indischen Ozean zählen zu vergleichbaren Lebensgemeinschaften auch Schnecken und Würmer. Gashydrate sind ein wichtiger Bestandteil im Stoffkreislauf zwischen dem Meerwasser und den Sedimenten des Meeresbodens. Auch unter anaeroben Bedingungen scheint Methan nach neuesten Erkenntnissen durch sulfatreduzierende Bakterien umgesetzt zu werden. Gashydrate stellen in Form von Methaneis einen fossilen Energieträger dar. Klimaforscher sehen die Gefahr, daß das aus den auftauenden Gashydraten freiwerdende Methan zu einer globalen Erwärmung beitragen kann. Treibhauseffekt.

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