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Mittwoch, 28.09.2016
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Wie lange reicht das Helium noch?

Hinweise auf zuvor unbekannte Reserven könnten Knappheit mildern - vielleicht

Der irdische Vorrat an Helium ist endlich – und er wird immer knapper. Hoffnung auf Nachschub macht nun jedoch eine Entdeckung von Forschern in den USA: Entlang der Rocky Mountains stießen sie auf Indizien für zuvor unbekannte potenzielle Helium-Vorkommen. Bei Bohrungen entdeckte Edelgas-Isotope sprechen dafür, dass dort Helium aus unerreichbar tiefen Krustenbereichen in höhergelegene Hohlräume verfrachtet wurde.
Helium ist für Hochtechnologie und Forschung eine unverzichtbare Ressource.

Helium ist für Hochtechnologie und Forschung eine unverzichtbare Ressource.

Es ist schon paradox: Helium ist das zweithäufigste Element des Universums, doch bei uns auf der Erde ist dieses Edelgas Mangelware. Der Grund: Einmal freigesetzt, steigt das Gas unaufhaltsam nach oben und gast schließlich in den Weltraum aus. Die Erdschwerkraft reicht nicht aus, um das Helium in der Atmosphäre zurückzuhalten. Alle noch existierenden Helium-Vorräte der Erde liegen daher im Untergrund – meist gekoppelt an Erdgas-Vorkommen. Doch diese Vorräte sind endlich.

Knapper Nachschub


"Helium ist letztlich eine nicht erneuerbare, endliche Ressource", erklärt Diveena Danabalan von der Durham University. Versiegen die irdischen Quellen, wird es problematisch – und gerade in den letzten Jahren mehrten sich die Befürchtungen, dass dies bald der Fall sein könnte. Denn einer großen Nachfrage steht ein nur begrenztes Angebot gegenüber, die Preise für das Edelgas gehen in die Höhe. Ein großes Problem dabei: "Neue Helium-Vorkommen werden nur per Zufall bei Ölbohrungen gefunden", so Danabalan. "Es gibt bisher keine funktionierenden Erkundungsstrategien bei der Suche nach Helium."

In den USA, das zurzeit drei Viertel des weltweiten Heliums liefert, beschloss die Regierung deshalb sogar, die staatlichen Heliumvorräte länger zurückzuhalten als ursprünglich geplant. Etwa die Hälfte des US-amerikanischen Heliums – und ein Zehntel der gesamten Weltvorräte dieses Gases - lagern in der US Federal Helium Reserve, einer unterirdischen Kaverne im texanischen Amarillo. Sie ist über eine Pipeline mit Erdgasfeldern in Kansas und mit Helium-Raffinerien verbunden.


Helium wird beispielsweise zum Kühlen der Magnete im Teilchenbeschleuniger LHC eingesetzt.

Helium wird beispielsweise zum Kühlen der Magnete im Teilchenbeschleuniger LHC eingesetzt.

"Essenziell für das moderne Leben"


Würde Helium nur für schwebende Partyballons benötigt, wäre seine Knappheit kein Problem. Doch das Edelgas wird als Kühlmittel in vielen Kliniken und Forschungseinrichtungen dringend gebraucht. Auf minus 270 Grad heruntergekühlt, sorgt das flüssige Helium beispielsweise dafür, dass die supraleitenden Magneten im Magnetresonanz-Tomografen funktionieren.

Im Teilchenbeschleuniger LHC am Forschungszentrum CERN würde ohne die heliumgekühlten Magneten im Ring kein Teilchen auf seiner Spur bleiben. Und auch in der Mikrochip-Fabrikation, in verschiedenen Lasern und bei der Gaschromatografie wird Helium benötigt. "In vieler Hinsicht ist Helium für die modernen Medizin und sogar das moderne Leben essenziell", betont Barbara Sherwood Lollar, Präsidentin der Geochemischen Gesellschaft.

Unter den Rocky Mountains könnte es weitere Helium-Vorkommen geben

Unter den Rocky Mountains könnte es weitere Helium-Vorkommen geben

Hoffnung auf neue Helium-Vorkommen


Eine - zumindest vorübergehende – Entwarnung kommt nun von Danabalan und ihre Kollegen. Sie haben für ihre Studie nach Spuren von Helium in Erdgasproben aus 22 Bohrungen in den USA und Kanada gesucht. Dabei stießen sie auf Indizien für neue, bisher unentdeckte Helium-Vorkommen, die sich in einer Linie entlang der Rocky Mountains nach Süden ziehen.

Diese Lage ist dabei kein Zufall, wie die Forscher erklären. Denn die Bildung der Rocky Mountains ließ Helium aus tiefen, Millionen Jahre alten Lagerstätten weiter an die Oberfläche stiegen. Es löste sich im Grundwasser und sickerte mit ihm in unterirdische Hohlräume. Bei Anwesenheit von Erdgas wird dieses Helium wieder freigesetzt und kann sich in den Lagerstätten sammeln. "Das bedeutet, dass es in dieser Gegend fast sicher noch Helium-Reservoire gibt, die wir nicht erwartet haben", so Danabalan.

Zwar ist noch nicht klar, wo genau sich das Edelgas versteckt und wie man es am besten fördert. Aber die neuen Daten grenzen die potenziellen Vorkommen zumindest ein. Hinzu kommt: Die von den Wissenschaftlern verwendete Methode der Isotopen-Analyse könnte vielleicht auch in anderen Regionen der Erde neue Helium-Ressourcen aufspüren. (Goldschmidt Meeting 2015)
(European Association of Geochemistry, 20.08.2015 - NPO)
 
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