Spuren des Eises: Eisauflast und seine Auswirkungen auf Sedimentbecken und den Kohlenstoffkreislauf

 

Kenntnisse über die Auswirkungen von Eisauflast auf Sedimentbecken sind von essentieller Bedeutung, um Paläotemperaturen und ihre Auswirkungen auf Erdöl- und Erdgasreservoire und Gesteinemit hohem organischen Anteil in bestimmten Tiefen zu verstehen. Ein Einfluss auf Paläoporenüberdrücke und Paläoporositäten wird angenommen, die zu einem explosionsartigen Austritt von flüssigen Kohlenstoffen und somit zu einem raschen Entweichen in die Atmosphäre beziehungsweise die Wassersäule in Ozeanen führen. Um den organischen Kohlenstoffkreislauf in Bezug auf Speicherung, Migration und Leckage in Sedimentbecken zu verstehen und zu quantifizieren, ist es unabdingbar das Verhalten dieser Eigenschaften unter Eisfluktuationen zu kennen.

Bisher ungelöste Fragen bleiben die Auswirkung von Temperaturvariabilitäten auf Reservoir-, Abdeck-, und Erdölmuttergestein. Möglicherweise wird das Austreten von Fluiden unter bestimmten Bedingungen, wie beispielsweise die Veränderung petrophysikalischer Eigenschaften (Porosität, Permeabilität, Druck) begünstigt, welche direkt an Eisschwankungen gekoppelt zu sein scheinen. Beckensimulationsstudien zeigen, dass in den meisten Sedimentbecken der Großteil der generierten Fluide in die Wassersäule der Ozeane respektive die Atmosphäre entweichen. Daher ist die numerische Beckenmodellierung ein wichtiges analytisches Werkzeug zur Untersuchung sedimentärer Systeme unter Einbezug petrophysikalischer (Permeabilität, Porosität und Gasadsorptionskapazität) und geochemischer Parameter (Herkunft/ Art des organischen Materials).

Bisherige Beckensimulationsstudien berücksichtigten jedoch sehr selten glaziale und interglaziale Phasen. Die vorgeschlagene Studie soll den Einfluss der quartären Eiszeiten auf den Kohlenstoffkreislauf analysieren. Als Arbeitsgebiete wurden dafür verschiedene Sedimentbecken in Deutschland, den Niederlanden, und dem Arktischen Norwegen gewählt.

Diese Gebiete sind besonders gut geeignet, da sie zum einen organisch-reiche Gesteinseinheiten beinhalten, und zum anderen von quartären Eisschichten bedeckt wurden. Die vorgeschlagene Studie soll auf (1) die Spezifizierung geochemischer/geophysikalischer Eigenschaften in Abhängigkeit von der Eisauflast auf den Kohlenstoffkreislauf eingehen, (2) den Einfluss der Eismächtigkeit und der Eisdauer auf die jeweiligen Sedimentbecken analysieren, (3) die Freisetzung und den Fluidfluss in Abhängigkeit von der Eisfluktuation untersuchen, sowie (4) die Möglichkeit von geochemischen und geophysikalischen reversiblen Parametern nach Rückzug des Eises bestimmen.

Die Ergebnisse dieser Studie werden neue und detaillierte Einblicke in die Effekte von Eisauflast auf den Kohlenstoffkreislauf innerhalb von Sedimentbecken sowie bei der Interaktion mit der Oberfläche sowie der Atmosphäre geben können. Basierend auf diesem Ansatz können weiterhin die Mengen der an die Oberfläche/Atmosphäre freigesetzten Kohlenstoffe quantifiziert werden und daher der Einfluss von Eisrückzug auf den Kohlenstoffkreislauf besser verstanden werden.

Contact: Sebastian Amberg

Funding: DFG Projekt 403093957