Tomographic microstructures and fabrics of ODP Leg 204 gas hydrates in relation to formation conditions in marine sediments.
Final Report Abstract
Durch Einsatz von „Synchroton Radiation X-Ray Cryo Tomographic Microscopy" (SRXCTM) der TOMCAT-Beam Line des Paul Scherrer Institutes in Villingen/Schweiz konnten wir im Submillimeter-Bereich bisher unbekannte Strukturen an natürlichen Gashydrat-Proben untersuchen. Während bisher nur Gashydratproben aus sehr geringer Sedimenttiefe auf ihre Mikrostrukturen untersucht wurden, konnten wir in diesem Projekt Gashydratproben aus bis zu 75m Sedimenttiefe auf definierte 3D-Mikrostrukturen analysieren. Typische Gashydrat-Kristalle dieser natürlichen Vorkommen sind mehrere 100 µm im Durchmesser und haben unregelmäßige äußere Begrenzungen, die wir auf Zersetzungserscheinungen zurückführen. Die Abrundung der kubischen Einkristalle wird durch randständige Netzwerke von µm-großen Blasen begleitet, die Auflösungsstrukturen der Gashydrate an ihren Rändern zeigt. Die Blasenstruktur wurde durch Freisetzung von ursprünglich Methangas verursacht, die bei der Konservierung in flüssigem Stickstoff eingefroren wurde und somit die Zersetzungsfront nachzeichnet. Weiterhin wurden 10-200 µm lange, parallel-angeordnete Röhren in einzelnen Hydratkörnern nachgewiesen, die sehr wahrscheinlich durch Druckentlastung bei der Probennahme in Richtung des geringsten Druckes entstanden. Die Untersuchungen der SRXCTM an der „Swiss Light Source“ in Villingen zeigen die Stärke dieser Methode 3-dimensionale Mikrostrukturanalysen von natürlichen Gashydraten darstellen zu können.
Publications
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Fluid flow in natural gas hydrates revealed by X-ray tomographic microscopy. 7th ICGH Edinburgh, 17.-21.07.2011
Klapp SA, Enzmann F, Walz P, Huthwelker T, Tuckermann J, Schwarz J-O, Pape T, Peltzer ET, Hester KC, Zhang X, Mokso R, Wangner D, Marone F, Kersten M, Bohrmann G, Kuhs WF, Stampanoni M, Brewer PG
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(2012) Microstructure characteristics during hydrate formation and dissociation revealed by X-ray tomographic microscopy. Geo-Marine Letters, 32. 555-562
Klapp, SA, Enzmann, F, Walz, P, Huthwelker, T, Tuckermann, J, Schwarz, JO, Pape, T, Peltzer, ET, Mokso, R, Wangner, D, Marone, F, Kersten, M, Bohrmann, G, Kuhs, WF, Stampanoni, M and Brewer, PG
