Feeënkringen (afb: scienceag.com)

Er wordt veel drukte gemaakt over zogenaamde groene waterstof, maar linksom of rechtsom: waterstof maken door de ontleding van water of methaan kost een hoop energie. Dan kun je die energie wel halen van zonnepanelen of windkracht, maar die energie ben je dan kwijt, terwijl er onder onze voeten voorkomens van kant-en-klare waterstof bestaan. Het probleem is alleen die voorraden op te sporen. ‘Feeënkringen‘ zouden de weg kunnen wijzen denken onderzoekers van de universiteit van Wenen.
Feeënkringen zijn cirkelvormige gebieden waar de vegetatie beschadigd is. Hun diameter zou iets zeggen over de diepte van de waterstofbron. Die natuurlijke waterstof uit de diepe ondergrond zou een belangrijke bouwsteen kunnen zijn voor het duurzame energiesysteem van de toekomst, maar het is momenteel nog moeilijk te voorspellen waar en op welke diepte verhoogde concentraties zich bevinden. De nieuwe onderzoeksresultaten van de afdeling geologie van de universiteit van Wenen zouden dergelijke voorspellingen in de toekomst kunnen vergemakkelijken. Volgens de onderzoekers is het simpel: hoe dieper de waterstofbron onder de grond en hoe hoger de druk, hoe groter de feeënkring aan het aardoppervlak.

In veel delen van de wereld zijn die mysterieuze cirkelvormige depressies met weinig of geen vegetatie te vinden op het aardoppervlak. Die kringen zijn doorgaans honderden meters breed en enkele meters diep.
Het is pas sinds een jaar of tien duidelijk dat deze feeënkringen natuurlijke waterstof uitstoten en dus wijzen op ondergrondse waterstofbronnen.
Om te verklaren waarom die verzakken en of hun grootte ook aanwijzingen kan geven over de diepte of opbrengst van de waterstofbron ontbrak nog de kennis.
“Voordat er dure boringen kunnen worden uitgevoerd, moeten we begrijpen hoe feeënkringen ontstaan, hoe groot de afzettingen kunnen zijn en hoe diep we moeten boren”, stelt Martin Schöpfer.

Uit het onderzoek met behulp van geomechanische rekenmodellen denken Schöpfer en collega’s te kunnen verklaren waarom het aardoppervlak in waterstofuitstotende feeënkringen zakt. Dat zou komen door de interactie tussen gas- en waterstroming en de bodem (sediment) in een tweefasenproces.
Er werd aangenomen dat los sediment, zoals zand of klei, met zijn met grondwater verzadigde tussenruimtes (poriën), bovenop vast gesteente ligt. Als gas – waterstof – deze sedimentaire laag bij een puntbron binnendringt, verdringt het gedeeltelijk het water, dat vervolgens naar het oppervlak opborrelt. Waterstof sijpelt ook door de grond en het gasmengsel kan de vegetatie beschadigen. Bovendien wordt het aardoppervlak licht opgetild.

Schöpfer: “Je zou kunnen zeggen dat het sediment opstijgt als een soufflé, maar hier zijn geomechanische processen aan het werk, terwijl het bij een soufflé chemische processen zijn. Wanneer de waterstofstroom vervolgens in een tweede fase stopt, neemt de druk van het gas-watermengsel in de tussenruimtes van het sediment af, wat leidt tot verdichting en dus verzakking. “De bodem comprimeert en zakt, vergelijkbaar met een leeglopende soufflé.”

Simulatie

Met behulp van de computersimulaties onderzochten de onderzoekers de interacties tussen de diepte en gasdruk van de bron en de vervorming van het sediment. De resultaten waren verbluffend: de diameters en verzakkingsdieptes van de gesimuleerde feeënkringen komen bijna precies overeen met de natuurlijke structuren die zijn ontdekt in regio’s zoals Rusland, Brazilië en Australië.

“Deze bevindingen vormen een echte doorbraak”, benadrukt Bernhard Grasemann, adjunct-hoofd van de afdeling Geologie. “Feeënkringen zouden in de toekomst kunnen dienen als natuurlijke wegwijzers voor het vinden van ondergrondse waterstofbronnen – een potentieel onuitputtelijke en milieuvriendelijke energiebron.” Dat lijkt mooi nieuws, maar Schöpfer benadrukt dat er nog veel meer onderzoek nodig is voordat de resultaten kunnen worden toegepast.

Bron: phys.org