Eine feste Klathratverbindung, bei der Methanmoleküle in einem Gitter aus Wassermolekülen eingeschlossen sind und die sich unter geeigneten Druck–Temperatur–Salinitäts-Bedingungen in marinen Sedimenten und Permafrost bildet.

Prinzip

Methanhydrat bildet sich, wenn Methan, Wasser, Druck und niedrige Temperatur so zusammenwirken, dass die freie Energie des Klathrats niedriger ist als die der getrennten Gas- und Flüssigphasen; es ist eine nicht-stöchiometrische kristalline Einschlussverbindung.

Demonstration

Bohrkerne vom Kontinentalschelf zeigen häufig sichtbare Hydrat-Zementierungen oder Noduli, wo aufsteigendes Methan in Porenwasser-Eiskäfige eingelagert wurde.

Fehlanwendung

Jede feste CH4-haltige Substanz als Methanhydrat zu bezeichnen; Kohle, adsorbiertes Gas in Tonen und in freiem Eis eingeschlossenes Gas sind verschieden und haben unterschiedliche Bildungswege und Verhalten.

Konsequenz

Die Unterscheidung von Methanhydrat als eigene Phase beeinflusst Schätzungen von Kohlenstoffvorräten, Potenzialen unkonventioneller Energiequellen und das Risiko schneller Methanfreisetzung bei Erwärmung oder Druckentlastung.

Umkehrung

Das Gegenteil sind freies Methangas oder in Porenwasser gelöstes Methan — Phasen, die bei der Dissociation von Hydraten entstehen und höhere Mobilität sowie anderes chemisches Verhalten aufweisen.

Abgrenzung

Der Begriff gilt für Wasser–Methan-Klathrate; er schließt Mischgas-Hydrate mit signifikanten Anteilen an Ethan/Propan ohne Kompositionsangabe und adsorbiertes Methan in Sedimenten aus.

Semantische Spannung

Spannungen bestehen zwischen der Sichtweise von Methanhydrat als Energiequelle und als labilem Kohlenstoffspeicher mit klimarelevanten Risiken.

Synthese

Methanhydrat ist eine kristalline Wasser–Methan-Klathrat-Phase, gebildet unter kalten, hohen Druck- und chemisch günstigen Bedingungen, die sowohl als potenzielle Energiequelle als auch als instabiles Kohlenstofflager in Sedimenten fungiert.