Forscher finden unter dem Balkan natürlichen „Jacuzzi“ in 1 Kilometer Tiefe

Gasblasen, die in einem der tiefsten Stollen eines albanischen Bergwerks aufsteigen, haben Forscher auf eine ungewöhnliche Spur geführt: Im Chromit-Bergwerk Bulqize, rund tausend Meter unter der Erdoberfläche, haben Wissenschaftler eines internationalen Teams einen natürlichen Wasserstoffstrom entdeckt, der in dieser Konzentration bislang noch nie gemessen worden war. Das Gas tritt aus einem unterirdischen Becken aus, steigt durch das Wasser in kontinuierlichen Blasen auf und erzeugt dabei eine Art unterirdischen Strudel in einem Entwässerungsbecken der Anlage.

Wie die Universität Grenoble Alpes, eine der an der Studie beteiligten Forschungseinrichtungen, mitteilt, erstreckt sich dieses Phänomen über eine Fläche von rund 30 Quadratmetern. Das Gas tritt an mehreren Punkten in den tiefsten Bereichen des Bergwerks aus und besteht zu etwa 84 Prozent aus Wasserstoff, ergänzt durch geringe Anteile an Methan und Stickstoff. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Kommerziell nutzbar ist der Fund derzeit nicht. Dennoch hat die Entdeckung in der Wissenschaft erhebliche Aufmerksamkeit ausgelöst, weil sie den Blick auf geologische Formationen lenkt, die bislang kaum im Fokus der Energiebranche standen. Das Bergwerk liegt in einer Region, die seit Langem für ihre Chromitvorkommen bekannt ist.

Rekordmessung bestätigt

Dass der Standort kein unbeschriebenes Blatt ist, zeigt ein Blick in die Vergangenheit: Seit 1992 wurden im Bergwerk Bulqize wiederholt Episoden brennbaren Gases registriert, gefolgt von Explosionen in den Jahren 2011, 2017 und 2023. Im Zuge der aktuellen Untersuchung analysierten die Forscher das Gas, das aus dem Becken und weiteren Stellen im Bergwerk austritt. Das Ergebnis: Das Becken allein setzt jährlich rund elf Tonnen Wasserstoff frei, was etwa 34 Kilogramm pro Tag entspricht. Rechnet man alle im Bergwerk beobachteten Ströme zusammen, liegt die Mindest-Emissionsrate bei 200 Tonnen Wasserstoff pro Jahr.

Die Universität Grenoble Alpes bezeichnete diese Menge zum Zeitpunkt der Veröffentlichung als den größten je gemessenen natürlichen Wasserstoffstrom. Wichtig ist dabei die Unterscheidung: Es handelt sich um den gemessenen Gasstrom, nicht um die Bestätigung des größten natürlichen Wasserstoffvorkommens der Erde. Die Schätzungen für das Reservoir unterhalb des Bergwerks bewegen sich zwischen 5.000 und 50.000 Tonnen – eine Projektion, die auf Beobachtungen, Messungen und Simulationen beruht, nicht auf einer direkten Vermessung des gesamten unterirdischen Volumens.

In der wissenschaftlichen Publikation halten die Autoren fest, dass die Studie eine hohe Emissionsrate von nahezu reinem geologischem Wasserstoff nachweist und das Potenzial für eine neue primäre Energiequelle andeutet. Wasserstoff gilt als vielversprechende Energiealternative, weil er bei der Verbrennung kein Kohlendioxid freisetzt. Allerdings wird der Großteil des industriell genutzten Wasserstoffs heute noch über Prozesse gewonnen, die mit Erdgas verbunden sind und ihrerseits Treibhausgase verursachen.

Geologische Besonderheit

Vor diesem Hintergrund rückt der sogenannte geologische Wasserstoff zunehmend in den Blickpunkt von Forschung und Energiewirtschaft. Er entsteht auf natürlichem Weg tief im Erdinneren, wenn Wasser mit eisenreichen Mineralien reagiert, und kann sich unter bestimmten geologischen Bedingungen in Reservoiren ansammeln. Lange Zeit galt in der Wissenschaft die Annahme, dass großräumige natürliche Wasserstoffansammlungen kaum möglich seien – begründet mit der hohen Reaktivität des Gases und seiner Fähigkeit, selbst durch feinste Risse und Poren im Gestein zu entweichen.

Bulqize bietet für die Erforschung dieses Phänomens ungewöhnlich günstige Bedingungen. Das Bergwerk scheint ein tiefes System angeschnitten zu haben, das mit einer tektonischen Verwerfungszone in Verbindung steht, wodurch das Gas durch spezifische Punkte in den bereits durch den Bergbau geöffneten Stollen entweichen kann. Entscheidend ist dabei die Geologie der Region: Das Bergwerk liegt im sogenannten Bulqize-Ophiolit (Gesteinsformation aus ozeanischer Erdkruste), einer Formation aus Gesteinen, die ursprünglich mit ozeanischer Kruste und dem Erdmantel verbunden waren und durch tektonische Prozesse in kontinentale Gebiete verlagert wurden. Genau diese Gesteine sind in der Lage, Wasserstoff zu produzieren, wenn eisenreiche Mineralien mit Wasser in Kontakt kommen.

Dieser Prozess ist bereits aus dem Zusammenhang mit alkalischen Quellen und natürlichen Wasserstoffemissionen in verschiedenen Teilen der Welt bekannt. Die Autoren der Studie schlussfolgern, dass Ophiolite nicht nur als Wasserstoffproduzenten fungieren, sondern möglicherweise auch als geologische Strukturen, die entsprechende Reservoire beherbergen können. Diese Hypothese weitet das wissenschaftliche Interesse auf Regionen mit ähnlichen Formationen aus – ohne jedoch den Schluss zu erlauben, dass jeder Ophiolit nutzbare Mengen enthält. Die Universität Grenoble Alpes betonte, dass solche Formationen weltweit weit verbreitet sind, zugleich aber jeder Standort einzeln daraufhin untersucht werden müsse, ob eine Nutzung sicher, wirtschaftlich tragfähig und ökologisch vertretbar wäre.

Was den Fall Bulqize für die Wissenschaft besonders wertvoll macht, ist das Zusammentreffen dreier Faktoren: eine hohe Wasserstoffkonzentration, ein messbarer natürlicher Strom und ein direkter Zugang zu tiefen Stollen. Die bereits durch den Bergbau erschlossenen unterirdischen Strukturen ermöglichten es den Forschern, das Gasaustrittssystem unmittelbar zu beobachten und zu vermessen.

Damit ist das albanische Bergwerk zu einem Referenzpunkt für das noch junge Feld der Energiegeologie geworden.