Mai23

Kurz nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion (1991) wurde Russlands geographischer Mittelpunkt errechnet. Er soll am Südufer des Wiwi- oder auch Vivi-Sees liegen, der sich zudem wenige Kilometer nördlich des nördlichen Polarkreises befindet. Der Wiwi-See ist ein 230 km² grosser See im Südteil des Putorana-Gebirges, im Nordwestteil des Mittelsibirischen Berglands in der Region Krasnojarsk. Das Einzugsgebiet umfasst etwa 3300 km². Der Wiwi-See ist eine eigene Welt – die Welt des Wassers, der flachen “Tafelberge”, der Krummwälder, der unendlichen Tundra, der Vögel, Tiere und Fische. Weder am See noch in seiner Umgebung gibt es Siedlungen.

Seeenlandschaft, Putorana Gebiet, Sibirien; © Krashevsky Location lake Vivi, Google Maps
v.l.n.r.: Seeenlandschaft, Putorana Gebiet, Sibirien; © Krashevsky; Google Map Region Krasnojarsk, Sibirien

Putorana Plateau

Das Putorana Plateau ist eine der ältesten Hochebenen vulkanischer Herkunft und wird “Land der zehntausend Seen und tausend Wasserfälle” genannt. Seine Fläche beträgt etwa 30’000 km². Die Hochebene liegt südlich der Halbinsel Taimyr und östlich der grössten Polarstadt, Norilsk. Das Plateau wird durch die Flüsse Jenissei, Cheta, Kotuj und Tungusska eingegrenzt. Das Gebirge besteht aus Basalten und verwandten Gesteinen, die zum Vulkanismus des sibirischen Trapp gehören. Im Nordwesten gibt es grosse Vorkommen an Kupfer und Nickel.

Vor Hunderttausenden von Jahren war das Plateau vergletschert und so wurde die Hochebene in Schluchten mit steilen Wänden zergliedert. Dabei ist die höchste Bergspitze 1700 m hoch: Kamen (Stein) ist damit auch der höchste Berg im Mittelsibirischen Bergland. Das Putorana Plateau befindet sich in der Permafrost-Zone. Der Winter ist hier sehr kalt mit Temperaturen bis zu -44 Grad Celsius. Deshalb ist der Sommer für eine Reise die beste Zeit, ganz besonders in der Periode des polaren Tages (vom 11. Juli bis 2. August). Zu dieser Zeit erreichen die Temperaturen das absolute Maximum vom +30 Grad.

Das Gebirge, in dem das 1988 gegründete Staatliche Naturschutzgebiet Putorana (19’000 km²) liegt, wurde 2010 von der UNESCO zum Weltnaturerbe erklärt. Leider hat aber auch hier der Mensch tiefe Spuren gesetzt.

Umweltverschmutzung

Die Industrie-Anlagen des Konzerns MMC Norilsk Nickel, dem Weltmarktführer von Nickel und Palladium, hat – mit in den Nordwestausläufern des Putorana-Gebirges befindlichen Tagebauen – eine starke Umweltverschmutzung zu verantworten. Das Falschfarbenfoto des Gebirges im Nordwesten zeigt eine mit Schwermetallen und diversen Umweltgiften stark belastete Umwelt.

Auswirkungen des Tagebaus von Nickel und Kupfer
Falschfarbenfoto: Aus der Produktion des Konzerns MMC Norilsk Nickel resultierende Umweltverschmutzung; © Jesse Allen, NASA Earth Observatory, using data obtained from the University of Maryland’s Global Land Cover Facility.

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Mai02

Der sowjetische Geologe Nikolai Kudrjawzew entwickelte um 1950 die These vom abiotischen, also nicht-biologischen Erdöl/Erdgas. Er gewann eine Reihe Anhänger darunter den Erdölgeologen Wladimir Porfirjew, der Professor in Lemberg und Kiew war. Im Westen war Thomas Gold der bekannteste Vertreter.

Bei einer abiotischen Entstehung wären die Ölreserven der Erde sehr viel grösser und nur durch die Menge an Kohlenstoffverbindungen begrenzt, die zur Zeit ihrer Entstehung existierten.

Erdöl © Nils Kruthoff

Erdöl © Nils Kruthoff

Methanhydrate als Stütze für die abiotische Theorie

Die Russen glaubten, Erdgas und -öl werden tief im Erdmantel, bei hohen Drücken und Temperaturen gebildet und als flüssige Einschlüsse im Gestein gespeichert. Tektonische Prozesse setzen dann diese Einschlüsse frei und transportieren sie in die Erdkruste, wo sie die bekannten Lagerstätten füllen.

Manche Geologen führen die ausgedehnten Methanhydrat-Lagerstätten am Meeresgrund und in Permafrostgebieten sowie die Existenz Methan-speiender Schlammvulkane als Argument für die abiotische Theorie an. Die Methanhydrate enthalten etwa 10’000 Milliarden Tonnen Kohlenstoff. Aus Schlammvulkanen entweichen jährlich sechs bis neun Millionen Tonnen Methan und im Atlantik vor der brasilianischen Küste in 5000 Metern Tiefe wurde ein riesiges Ölfeld entdeckt, das es nach konventioneller Theorie so tief unten nicht geben dürfte.

Im Erdinnern erwartet man also riesige Mengen Kohlenwasserstoffe. Einige Geologen betrachten auch selbstauffrischende Ölfelder, d. h. Ölfelder, die sich nach der Förderung wieder auffüllen, als Beleg für den Zustrom von Öl aus der Tiefe.

Wahrscheinlich treffen beide Theorien zu

Scott, ein westlicher Wissenschaftler weist darauf hin, dass es im Erdmantel in über 150 Kilometer Tiefe eine Quelle für anorganische Kohlenwasserstoffe gibt. Wenn auch nach gängiger Ansicht Erdöl/Erdgas biotischen Ursprungs ist, ist es dennoch möglich, dass die Erde in der Tiefe eine eigene Klasse abiotischer Kohlenwasserstoffe hervorbringt.

Einen Hinweis geben neue Daten italienischer Geophysiker. Sie untersuchten an 238 Orten bei Schlammvulkanen, Subduktionszonen oder tektonischen Rissen in der Erdkruste die Ethan- und Propan Konzentration in der Atmosphäre. Wie sich zeigte, strömen dort grosse Mengen dieser Gase aus, die nur durch geothermische Prozesse entstehen können. Alljährlich gelangen so über 9 Millionen Tonnen in die Luft.

Vermutlich treffen also beide Theorien zu – die biotische wie die abiotische.

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Apr25

In den Tiefen der Meere und Seen gelangt an totes, organisches Material kaum Sauerstoff. Als Folge davon können abgestorbene Pflanzen und Organismen nicht verwesen. Sand und Ton, welche sich dazu mischen lassen Faulschlamm entstehen. Mit fortschreitender Sedimentation gelangt das Erdöl-Muttergestein in die Tiefe, wobei Druck und Temperatur zunehmen. In 1500 bis 4000 Metern Tiefe, bei Temperaturen zwischen 80 und 150 ℃ herrschen dann ideale Bedingungen für die Entstehung von Erdöl und Erdgas. Die Bindungen der grossen Kohlenwassterstoff-Moleküle brechen auf und es entstehen kleinere Moleküle, die Erdöl-Kohlenwasserstoffe. So wird aus fester Substanz zähflüssiges Öl.

Entstehung von Erdöl und Erdgas; © EnBW Energie Baden-Württemberg

Entstehung von Erdöl und Erdgas; © EnBW Energie Baden-Württemberg

Erdöl/Erdgas entsteht

Der hohe Druck in der Tiefe drückt das Öl aus dem Muttergestein heraus. Es gelangt in die nächste, poröse Gesteinsschicht. Weil es leichter ist als Wasser, wandert es in den Porengängen, zum Beispiel in Sandstein nach oben, bis es in einer “Erdöl-Falle” gefangen wird. Eine undurchlässige Schicht, zum Beispiel Ton oder Salz, verhindert ein weiteres Aufsteigen. Dabei sammeln sich in einer Art Kuppel immer mehr Erdöltröpfchen – eine Lagerstätte entsteht.

Erdöl-Lagerstätten

Konventionelles- und unkonventionelles Erdöl/Erdgas

Auf Grund des Lagerstättentyps und Reifegrades der entstandenen Kohlenwasserstoffe wird zwischen konventionellem – und unkonventionellem Erdöl oder Erdgas unterschieden.

Konventionelle und unkonventionelle Erdöl/Erdgas Vorkommen; © BGR-Studie

Konventionelle und unkonventionelle Erdöl/Erdgas Vorkommen; © BGR-Studie

Konventionelles Erdöl/Erdgas

Der grösste Teil des z. Z. geförderten Erdöls wird konventionell gefördert. Kennzeichnend ist eine geographisch günstige Lage bei geringer Viskosität, was die Förderung verhältnismässig einfach, rasch und billig macht.

Diese Art der Erdölgewinnung ist nicht umweltfreundlich, da grosse Mengen Treibhausgasemissionen entstehen.

Unkonventionelles Erdöl/Erdgas

Der Begriff unkonventionelles Erdöl oder Erdgas bezieht sich auf nicht herkömmliche Förder-Verfahren, denn unkonventionelle Lagerstätten befinden sich in geringporösen und undurchlässigen Gesteinen und enthalten zähes, bitumenartiges Öl. Die Förderung erfolgt unter hohem technischem und energetischem Aufwand. Wenn die Sande oder Schiefergestein in grosser Tiefe sind und nicht im Tagebau abgebaut werden können, nutzt man die Hydraulic Fracturing oder “Fracking” Methode.

Diese Methode ist sehr umstritten, da zur Lösung des Erdöls oder Erdgases, Wasser mit Chemikalien unter hohen Drücken in die Gesteinsschichten eingeschossen werden um sie zu “Cracken”. Die Lösungskomponenten sind biologisch nicht abbaubar und verschmutzen für immer die Grundwasserschichten.

Zum unkonventionellen Erdöl oder Erdgas werden verschiedene Lagerstättentypen gezählt:

  • Ölschiefer: Es ist ein tonhaltiges, mit organischem Material angereichertes Sedimentgestein, bei dem es sich um Kerogen, dem Vorstufenprodukt von Erdöl, handelt. Man spricht deshalb von unausgereiftem Erdölmuttergestein.

    Ölschiefer in Kimmeridge Bay; ©CC BY-SA 2.0

    Ölschiefer in Kimmeridge Bay; © CC BY-SA 2.0

  • Öl- oder Teersand: Sandstein angereichert mit zähflüssigen Schwerölen, die im Tagbau gefördert werden. Der Abbau und die Verarbeitung zu synthetischem Rohöl ist aufwändig in Bezug auf Zeit, Technik und Energie, zudem verbraucht und belastet es viel Land.

    Teersand California; © CC BY 2.0

    Teersand California; © CC BY 2.0

  • Tiefseeöl: Wo grosse Deltas ins Meer mündeten, konnte sich unter geologisch günstigen Bedingungen in etwa 200 – 600 m Tiefe Erdöl bilden. Die Vorkommen beschränken sich auf wenige Standorte, von denen die grössten vor den Küsten von Brasilien, Angola, Indonesien, Nigeria und am Mississipi-Delta liegen.
  • Polares Öl: Klimatische Bedingungen machen die Erdölförderung nördlich und südlich des 66 Breitengrades, v. a. in Alaska und Sibirien sehr teuer und aufwändig und zudem ist es ökologisch problematisch.
  • Erdöl aus Kohle: Kohle wird viel länger zur Verfügung stehen als Erdöl und die Vorkommen sind weltweit besser verteilt. So erscheint es verlockend, daraus synthetisches Erdöl herzustellen. Dies geschieht mittels Hochdruckhydrierung und Kohleverflüssigung nach dem Fischer-Tropsch Verfahren, welche seit dem frühen 20. Jahrhundert bekannt.
  • Flüssiggas und Kondensat: Beide bestehen aus kurzen Kohlenwasserstoffketten im Übergangsbereich zu Erdgas wie z. B. Butan und Propan. Da die Zustandsform druckabhängig ist, ist eine Abgrenzung zum Erdgas nicht eindeutig und die Fördercharakteristik sehr ähnlich.

>> Entstehung von Erdöl
>> Motor der Gesellschaft
>> Gasland von Josh Fox

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Apr18

In vielen Religionen symbolisiert das Ei neues Leben oder Wiedergeburt. Im alten Ägypten, in Phönizien und in Persien galt das Ei als Ursprung der Welt; alles Leben schlüpfte aus dem mystischen Ei, das vom Himmel fiel. Im alten Rom und in Griechenland wurden während der Frühlingsfeste Eier bemalt oder gefärbt und als Geschenke an Freunde übergeben. Griechische und ägyptische Tempel wurden während der Frühlingsfesttage mit Eiern geschmückt und die Tag- und Nachtgleiche im Frühling markierte den Beginn des neuen Jahres.

Ostereier, © Gytha69 / CC BY 2.0 Lebacher Ei, © LoKiLeCh / CC BY-SA 3.0

v.l.n.r.: Ostereier; “Lebacher Ei”

In der Geologie ist das “Lebacher Ei” weltberühmt geworden. Es sind Geoden aus Toneisen, die bis zu 40 auf 15 cm gross sein können und sich in den Schichtfolgen des Perms finden. Sie enthalten Versteinerungen von Tieren und Pflanzenm, die vor zirka 290 Millionen Jahren am Ende des Erdaltertums in einem grossen Süsswassersee lebten, der auf Grund der einstigen Ausdehnung als Rümmelbach-Humberg-See bezeichnet wird. Der 2010 angelegte Rümmelbach-Humberg Wanderweg geht über eine Strecke von 3,5 Kilometern durch diese Ablagerungen.

Der Ursprung dieser Toneisensteine bildet immer eine organische Substanz wie Kot, Krebse, Fische, Amphibien und Pflanzen oder die Zweige der ersten Koniferen. Diese fielen damals in den weichen Schlamm des Meeresbodens, der mit den Mineralien des durch Regen angespülten Magmas der permischen Vulkane angereichert war und bildeten dort die Toneisensteine. So wuchs z. B. um einen Koprolithen (Kotballen) ein Eisenkern aus Siderit, der zum Rand hin mit Ton ersetzt wurde; daher der Name Toneisenstein.

Die “Lebacher Eier” erfreuen sich unter Paläonthologen und Sammlern grosser Beliebtheit, weil darin häufig Fische, kleine Saurier oder grössere Pflanzenteile konserviert sind.

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Jan31

Der Antarktische Eisschild ist eine der beiden polaren Eiskappen. Er ist die grösste Eismasse der Erde und bedeckt den antarktischen Kontinent fast vollständig. Die Fläche des Eisschildes wird auf 14 Millionen Quadratkilometer und das Eisvolumen auf 26 Millionen Kubikkilometer geschätzt. Für die durchschnittliche Eisdicke wird ein Wert von 2 km angenommen, die maximale Eisdicke wurde mit 4776 Metern in Adélieland gemessen.

Die Antarktis  Grössenvergleich: Europe überlagert Antarktis

v.l.n.r.: Die Antarktis; Grössenvergleich Europa -Antarktis

Schlittenhunde gegen Motorschlitten

Die Forscher Roald Amundsen und Robert Falcon Scott brachen fast gleichzeitig auf, um sich auf den Weg in Richtung Südpol zu machen. Warum war Amundsen schneller am Ziel? Amundsen lebte lange Zeit bei den Inuit, den Ureinwohnern der Arktis, und lernte die wichtigsten Dinge, die man in dieser Landschaft zum Überleben benötigt. Auf Grund dieser Erfahrung nahm er Schlittenhunde, die seine Schlitten, die Ausrüstung und den Proviant zogen; eine gute Idee, wie sich herausstellen sollte.
Robert Scott dachte, dass der norwegische Forscher sich auf dem Weg zum Nordpol befand. Der hatte aber mittlerweile seine Pläne geändert. Obwohl Scott schon Erfahrungen in der Antarktis gesammelt hatte, setzte er auf eine Art Motorschlitten. Sie hielten der Kälte der Antarktis jedoch nicht stand. Auch die mitgeführten Ponys waren dem Eis und Schnee nicht gewachsen.

Amudens Antarktik Expedition 1911 Kapitän Scott

v.l.n.r.: 1911 – Amundsens Antarktik Expedition mit Schlittenhunden; Kapitän Scott der einen Monat später das Ziel erreicht hatte.

Die Befürchtungen Scotts bewahrheiteten sich. Als er am 18. Januar 1912 die norwegische Flagge am Südpol wehen sah, konnte er sich nicht freuen es ebenfalls geschafft zu haben; er war “nur” zweiter. Am 14. Dezember 1911 nämlich hatte der Norweger Roald Amundsen als erster Mensch den Südpol erreicht.

Die Expeditionsrouten von Amundsen und Scott

Auf dem entbehrungsreichen Gewaltmarsch durch die Eiswüste der Antarktis hatten Amundsen und seine Mannschaft schier Übermenschliches geleistet: 1500 Kilometer in 56 Tagen bei orkanartigen Schneestürmen und eisigen Temperaturen.

Scott und dem kleinen Rest seiner Mannschaft machte der Rückweg schwer zu schaffen. 1300 Kilometer Weg lagen vor ihnen; keiner sollte diesen Marsch überleben.

>> Der Wettlauf zum Südpol

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Okt25

Die Topografie der Demokratischen Republik Kongo (DR Kongo) weist Besonderheiten auf. Von einem grossen Äquatorialwald bedeckt und umgeben von einem Gebirgsrand, besteht das Land aus einer zentralen Ebene, die durch den Kongo-Fluss und seine Nebenflüsse entwässert wird. Wir  sprechen hier von einem Becken, welches auf etwa 400 m liegt. Im Südwesten des Beckens überlebten der Tumba- und Inongo-See, Überreste eines früheren inneren Meeres. Im Westen ist das Becken von sandigen Gebirgstälern eingegrenzt, die weniger als 1000 m hoch sind und deren Breite nicht mehr als 200 km beträgt, ausgenommen im Süden, wo sich das Becken bis nach Angola fortsetzt.

Satellitenaufnahme des Kongo Beckens @ NASA  Google Map der Demokratische Republik Kongo

v.l.n.r.: Satellitenaufnahme des Kongo Beckens, @ NASA; DR Kongo – Ausschnitt aus Google Map

Im Osten des Kongos, in den Provinzen Orientale, Kivu und Katanga befinden sich die ältesten geologischen Formationen.

Geologische Übersichtskarte der DR Kongo  afrikanisch-kratone

v.l.n.r.: Geologische Übersichtskarte der DR Kongo; kontinentale Schilde oder Kratone im Archaikum vor 3600-3200 Millionen Jahre

Das, was vor der Kontinentalverschiebung zu Zentralafrika zählte, bildete zusammen mit dem südlichen Afrika, Süd Amerika, Indien und Madagaskar “Gondwanaland”. Die Trennung der afrikanischen, südamerikanischen und indischen Kontinente ereignete sich während der Kreidezeit vor 135 – 65 Millionen Jahren und erreichten zum Ende des Tertiärs vor 65 – 1,6 Millionen Jahren ihre jetzige Position.

Die Rohstoffe in der DR Kongo

Die Rohstoffe in der DR Kongo

Die Zinn- und Wolfram-Vorkommen von Maniema und Nordost-Katanga gehen zurück auf das Kalahari-System, als sich Sedimente in Senken ablagerten, die durch das Aufbrechen von Gondwana nach der Kreidezeit entstanden und ungeheure Ausdehnung annahmen. Die Cu-, Co- und U-Erze von Hoch-Katanga lagern in späten präkambrischen Sedimenten. Es handelt sich um bis zu zwölf Meter dicke Erzhorizonte in Folgen von Sandstein, Konglomeraten, bituminösen Tonschiefern und Dolomiten. Man weiss, dass sich die Kupfervorkommen von Katanga auf 320 km Länge und 60 km Breite zwischen Hoch-Katanga und Sambia  im Copperbelt erstrecken. Die Diamantvorkommen von Kasai, entstanden in sogenannten Kimberliten und die Kohlevorkommen von Katanga befinden sich in Schichten, die sich zur selben Zeit bildeten, wie das Karroo im südlichen Afrika, nämlich vom Karbon (355 – 290 Millionen Jahre) bis in die Jura Zeit (205 – 140 Millionen Jahre).

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Okt04

Im sprichwörtlichen Sinn die Nadel im Heuhaufen gefunden haben 2006 die Berufsstrahler Franz von Arx, der Urner und Paul von Känel, der Berner Oberländer. Als der Fund gehoben wurde war auch Elio Müller, der Göttibub von Franz von Arx im Team dabei. Dem voraus gingen 20 Jahre harte Arbeit in meist unwirtlichem Gelände. So spürten sie Kluft um Kluft am Planggenstock auf. Ein weisses Quarzband im Felsen oder kleine, rötliche Fluorite auf der Oberfläche haben die Suche geleitet und wo genügend Anzeichen vorhanden waren, da wurde gegraben.

Schatzsuche  am Planggenstock, © kristallkeller.ch

Schatzsuche am Planggenstock, © kristallkeller.ch

Der grösste Fund seit 400 Jahren ist heute im Naturhistorischen Museum Bern zu bewundern. Der Schatz vom Planggenstock ist eine der bedeutendsten Kristallfunde des Alpenraums. Dort liegen fast zwei Tonnen Bergkristalle von seltener Schönheit. Das Kernstück ist eine 300 Kilogramm schwere Kristallgruppe mit einem 107 Zentimeter langen zentralen Kristall.

Groesste Kristallgruppe vom Planggenstock © NMBE

Grösste Kristallgruppe vom Planggenstock mit einer 107 cm langen Spitze © NMBE

Tiefengletscher, Planggenstock, Sandbalm, Pfaffensprung, an diesen vier Orten wurden in den vergangenen 400 Jahren sensationelle Kristallfunde gemacht. Sie alle liegen im Kanton Uri. Sie liegen auf einer von Südwesten nach Nordosten verlaufenden Linie im zentralen Aaregranit des Aarmassivs. Dieser Granit ist bekannt für grosse Klüfte und eine Vielfalt an Mineralien.

Die Funde der drei Kristallsucher am Planggenstock beim Göscheneralpsee sind historisch. Die drei Strahler haben seitdem rund 80 Tonnen Material aus der steilen Wand geholt. Der Stollen, der den Quarzadern und grossen Hohlräumen folgt, ist sehr ausgedehnt und dringt heute über 50 Meter tief in den Fels ein. So gross sind keine 10 Kluftsysteme in den Alpen zusammen mit der längsten Quarz-Kristallspitze von 107 cm. Solche Riesen findet man in den Alpen äusserst selten. Was die Kristalle vom Planggenstock aber definitiv zu Schätzen macht, ist die Grösse kombiniert mit der perfekten Form und einem bemerkenswerten Glanz bei absoluter Durchsichtigkeit.

Strahlerglueck am Planggenstock    Von Arx und von Känel am Planggenstock © NMBE

v.l.n.r.: Strahlerglück am Planggenstock, © rauchquarz.ch; die Strahler Franz von Arx und Paul von Känel bergen einen Riesenkristall, © NMBE

 

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Die Lösung

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