この珍しい物質は、将来のエネルギー源であるメタン氷、より正確にはメタンハイドレートとして取引されています。この化合物がメタンと凍結水から初めて天然に存在することが約 20 年前に発見されました。メタンハイドレートは主に大陸端の海底に存在し、高圧・低温の条件下でのみ生成し、安定に保たれます。持ち上げられるとすぐに、ゆっくりとその成分である水とガスに分解され始めます。
この珍しい物質についてはほとんど知られていません。今回、ブレーメン大学の海洋研究者ステファン・クラップ氏とゲッティンゲンの同僚たちは、自然に形成されたメタンハイドレートの結晶サイズを初めて決定した。これまでは人工的に生成したメタンハイドレートの結晶でのみ可能でした。正確な結晶サイズを決定するには複雑な X 線装置が必要だからです。そして、メタンハイドレートが崩壊する前にX線撮影することは非常に困難です。
その結果は驚くべきものでした。天然の結晶の大きさは 0.3 ～ 0.6 ミリメートルで、人工的に生成された結晶の約 10 倍です。クラップ氏の説明は「すべてのことが、結晶が形成された後に成熟することを示唆している」としている。これは、小さな結晶を犠牲にして大きな結晶が成長することを意味します。この説明が正しければ、結晶の大きさとメタンハイドレート鉱床の年代には関係があることになります。 「しかし、メタンハイドレートの時計はまだ見つかっていない」とクラップ氏は言い、期待を少し和らげた。 「これを行うには、堆積物と、結晶サイズと年代の関係についてさらに学ぶ必要があります。」多くの科学者が現在、異国の氷の追跡を続けています。ドイツに加えて、日本、カナダ、米国、中国、インドも研究プログラムを開始している。クラップ氏はその理由を次のように説明しています。「ハイドレートからメタン、つまり天然ガスを解放すれば、それをエネルギー源として使用できます。地球上のメタンハイドレートの埋蔵量は非常に大きいという証拠があります。」気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、最新の気候報告書の中で、メタンハイドレート鉱床に蓄えられているエネルギー埋蔵量が15,000～200,000兆キロワット時であると推定している。比較のために、世界中の年間エネルギー消費量は現在約 150 兆キロワット時です。
しかし、解決すべき問題はまだ残っています。現在、気候に極めて有害なメタンが誤って大気中に漏れないようにする経済的な抽出技術は存在しません。クラップ氏のチームが検査したサンプルはオレゴン州沖とメキシコ湾で収集された。 「非常に迅速に救出が行われた後、メタンハイドレートは液体窒素の入った容器に入れられました」とステファン・クラップ氏は言う。しかし、メタン氷の早期崩壊を防ぐこれらの容器は、結晶構造を研究する際に非常に破壊的です。
結晶構造は通常、X 線を通過させることによって検査されます。回折画像により、特に結晶のサイズが明らかになります。しかし、単純な X 線管からの放射線ではメタンハイドレートを生成するのに十分ではありません。クラップ氏らは、厚さ約 1 センチメートルの金属容器の壁を透過するには高エネルギー X 線を必要とした。この測定は、研究者らがドイツの電子シンクロトロン DESY の同僚から「管理上の支援」を受けて初めて成功しました。そこの HASYLAB シンクロトロン放射実験室が必要な放射線の供給を支援しました。これは、学際的な共同研究が成功した印象的な例です。 ■
アクセル・ティルマンス著
