Kahle Kreise, die zwischen bewachsenen Flächen auftauchen, eine Todeszone für Pflanzen, sind als "Feenkreise" bekannt. Sie kommen in weiten Teilen der Welt vor: beispielsweise in Namibia, Brasilien, Australien und Brasilien. Ihr Durchmesser kann mehrere hundert Meter betragen, die Erdschicht innerhalb der Kreise sinkt meterweit Meter in den Boden. Das Phänomen ist bisliang nicht abschließend erklärt.
Martin Schöpfer, Geologe der Universität Wien, kommt der Antwort in einer neuen Studie näher: Seit zehn Jahren ist bekannt, dass Feenkreise natürliche Wasserstoffquellen sind, was auch ein Grund für die fehlende Vegetation auf ihrer Oberfläche ist. Doch bis jetzt war unklar, in welcher Tiefe der Wasserstoff zu finden ist oder welchen Ertrag die Quelle haben könnte. Die Antwort könnte weit über die Feenkreise hinaus relevant sein: Da natürlicher Wasserstoff nur einen kaum merklichen CO2-Fußabdruck hat, gilt er als vielversprechende Energiequelle für die Zukunft.
Um die Feenkreise besser verstehen zu können, halfen geomechanische Computersimulationen. Darin ging Schöpfer davon aus, dass unter den Kreisen aus der Tiefe Wasserstoff aufsteigt. Das Gas entsteht im Untergrund durch chemische Reaktionen – dieser Bereich wird unter Forschenden "Küche" genannt. Wasserstoff ist sehr leicht und steigt langsam nach oben, bis er irgendwann die Erdoberfläche erreicht. Währenddessen verdrängt das Gas das Grundwasser in den Poren lockeren Sediments, wie Sand oder Ton, durch das es wandert. Gas und Wasser vermischen sich, der Druck in den Poren steigt, es hebt sich zunächst die gesamte Oberfläche.
Wenn der Gasstrom aus der Quelle stark nachlässt oder aufhört, sinkt der Porenflüssigkeitsdruck dort wieder, wo sich das Gas zuvor befand. "Warum der Gasfluss pulsiert, weiß man nicht", sagt Schöpfer. Das Grundwasser fließt zurück. Aber das Gas-Wassergemisch hat eine geringe Dichte als Wasser. Es kann die mechanische Spannung im Sediment nicht aufrechterhalten, sodass das Sediment sich verdichtet, während das Wasser zurückfließt – und zwar permanent. Durch diese Verdichtung sinkt die Erdoberfläche des Feenkreises einige Meter nach unten. "Das können um die drei Meter sein", sagt Schöpfer.
Durch die Modulation zeigte er, dass mit zunehmender Tiefe der Wasserstoffquelle auch größere Feenkreise entstehen, da das Gas kegelförmig aus der Tiefe aufsteigt. "Das hat mit dem Grundwasser zu tun, das in früheren Studien nicht berücksichtigt wurde", sagt Schöpfer.
Es seien weitere Studien nötig, um das Pulsieren des Untergrundes besser zu verstehen. Er wolle auch nicht ausschließen, dass neben der mechanischen Verdichtung trotzdem chemische Prozesse eine Rolle bei der Absenkung des Bodens spielen.
Bis tatsächlich natürlicher Wasserstoff aus den Feenkreisen gefördert werden kann, wird es noch dauern: "Auf unserer wunderschönen Erde gibt es nur einen Ort in Mali, wo tatsächlich nach Wasserstoff gebohrt wird. Man muss auch bedenken, dass die Mengen des Gases in der Erde auch sehr gering sind", sagt Schöpfer.
Dennoch liefert die Studie eine neue Perspektive darauf, wie wir in Zukunft neue, nachhaltige Energiequellen finden können.
