Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

Abb. 4.94: Lage der Bohrungen im Gullfaks-Ölfeld in der norwegischen Nordsee; der biologische Effekt auf die Ölzusammensetzung
nimmt nach Westen zu. Der Rückgang der Konzentration korreliert mit dem Anstieg der δ 13 C-Werte für
n-Hexan. Aus den δ 13 C-Werten und einem Fraktionierungsfaktor, der in einem Laborversuch für n-Hexan bestimmt
wurde, kann der prozentuale biologische Abbau berechnet werden (Rayleigh-Gleichung).
Location of the boreholes within the Gullfaks oil field, offshore Norway; the effect of biodegradation increases to the
west. The decrease in concentration is correlated to an enrichment in 13C of the residual n-hexane. Using the δ 13 C
values and the laboratory-derived isotope fractionation factor, the percentage of biodegradation can be calculated
(Rayleigh equation).
che Studien den sehr guten Abbau von Toluol unter anaeroben
Bedingungen beschreiben, doch scheinen diese
Mikroorganismen in der Biozönose des Gullfaks-Ölfelds
zu fehlen. Eine Quantifizierung des biologischen Abbaus
einzelner Komponenten ist möglich anhand der Änderung
der Isotopenverhältnisse und unter Berücksichtigung
eines im Laborversuch bestimmten Fraktionierungsfaktors
für die Einzelkomponente. Die Ergebnisse der Quantifizierung
des biologischen Abbaus von n-Hexan zeigt
Abb. 4.94.
Seismisch getriggerte mikrobielle Methanbildung
– ein Hinweis auf dynamische Prozesse innerhalb
der Tiefen Biosphäre
Die Untersuchung mikrobieller Lebensgemeinschaften
im Bereich von ozeanischen Hydrothermalsystemen und
sedimentären Beckenbereichen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung
und Dynamik ist ein seit mehreren Jahrzehnten
intensiv beforschter Themenkomplex der Biogeochemie.
Ähnlich ausgerichtete Untersuchungen in kristallinen
Grundgebirgsbereichen von Kontinenten wurden
international erst vor ca. 10 Jahren begonnen.
Der Nachweis seismisch getriggerter mikrobieller Methanbildung
im freien Quellgas der Wettinquelle, Bad
Brambach (Bräuer et al., 2005) ist ein erster Befund dafür,
dass mit dynamischen Prozessen innerhalb der tiefen kontinentalen
Biosphäre zu rechnen ist.
Grundlage dieser Aussage ist eine über mehrere Jahre
angelegte Messreihe. Das Untersuchungsgebiet liegt im
Grenzbereich zwischen der Tschechischen Republik
(NW-Böhmen) und der Bundesrepublik Deutschland
(Vogtland, Fichtelgebirge) und ist sowohl seismisch als
auch hydrothermal aktiv. Die Ortslage Bad Brambach
befindet sich im Bereich des Fichtelgebirge/Smirciny-
Granitmassivs (spätvariszisch). Das Wasser der Wettinquelle
wird für therapeutische Zwecke genutzt. Es handelt
sich um einen Radon-führenden Na-Ca-HCO 3-SO 4 Säuerling.
Das freie Quellgas enthält hauptsächlich Kohlendioxid
(99,7 vol.%). Außerdem sind u. a. Spuren von Stickstoff
(0,3 vol.%), Sauerstoff (≈ 150 ppmv), Argon (≈ 100
ppmv), Helium (≈ 2,5 ppmv), Wasserstoff (≈ 1 ppmv) und
Methan (≈ 35 ppmv) nachweisbar. Die Analyse der Spurenkomponenten
war nur deshalb möglich, weil das CO 2
vor der Messung mit KOH entfernt wurde, was zur Anreichung
der Spurenkomponenten im Restgas führte. Die
Schüttung der Mineralquelle schwankt zwischen 100 und
270 l/h.
Das gas- und isotopengeochemische Monitoring startete
Anfang Mai 2000 und lief bis Oktober 2003. Es wurde
u. a. die Gaszusammensetzung gemessen sowie die δ 13 C-
Werte des Methans analysiert. Am 28. 08. 2000, also knapp
vier Monate nach Beginn, setzte eine über vier Monate
andauernde Schwarmbebenserie im Epizentralgebiet
Novy Kostel ein. Das Zentrum des Bebengebiets liegt ca.
10 km östlich von der Wettinquelle. Es wurden mehr als
10.000 Beben im Magnitudenbereich > 0 (Maximalmagnitude
3,3) registriert. Die seismische Aktivität lief in neun
Perioden ab, wobei die Hypozentren in Tiefen zwischen
7,5 und 10,5 km wanderten. Schwarmbeben unterscheidet
man von tektonischen Beben vor allem dadurch, dass
eine Vielzahl von Beben unterschiedlicher Magnituden
auftreten, ohne dass ein Hauptbeben erkennbar ist. Dieser
Typ von Seismizität ist weltweit vor allem in Vulkan- und
Hydrothermalgebieten verbreitet.
Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam
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