Ausgewählte Projekte
2) Geowissenschaftliche Illustration
3 Phasen der Erdöl-Lagerstättenbildung einfach erklärt
Entstehung von Erdöl und Erdgas
Diese Grafik zu Thema Lagerstättenbildung entstand für das Wissenschaftsmagazin „Spektrum der Wissenschaft“.
Keine Selbstverständlichkeit
Die Entstehung von Lagerstätten für Erdöl und Erdgas ist keineswegs eine geologische Selbstverständlichkeit. Es müssen einige Faktoren zusammenkommen und in bestimmter Zeit und Reihenfolge ablaufen, um diese wertvollen Rohstoffe überhaupt entstehen zu lassen.
Zunächst braucht es ein geeignetes Ablage- bzw. Sedimentationsmilieu. Über eine recht große Fläche und über einen geologisch langen Zeitraum muss organisches Material (die abgestorbenen Überreste von Lebewesen, überwiegend Kleinstlebewesen wie Plankton) in tieferes Gewässer absinken, in dem es keinen Sauerstoff gibt, in ein sogenanntes „anaerobes“ Milieu. Das kann nur passieren, wenn es sich um ein isoliertes Becken ohne große Bodenströmungen und damit verbundene Wasserdurchmischung handelt. Ein Beispiel aus heutiger Zeit ist hier das Schwarze Meer – in dessen Tiefe bilden sich derzeit große Mengen des „Faulschlamms“, Fachbegriff „Sapropel“, aus dem dann später Erdöl und Erdgas entstehen kann. Das ist im ersten Schritt der Zeichnung dargestellt:
Lagerstättenbildung Schritt 1
Druck, Hitze und Zeit
Damit in diesen Sedimenten dann auch die organische Substanz in die entsprechenden Kohlenwasserstoffe umwandeln werden kann, braucht es genau die richtige Menge an Zeit, Temperatur und Druck. Der Druck entsteht, wenn auf die Ablagerungen mit viel organischer Substanz abdichtende und schwere, d.h. dicke („mächtige“ sagt der Geologe hier) Sedimente aufgelagert werden und das ganze Gebilde durch tektonische Bewegungen in tiefere Schichten der Erdkruste verlagert wird. Hier kann dann das Erdöl und Gas „reifen“. Das ist im zweiten Schritt illustriert:
Lagerstättenbildung Schritt 2
Geologische Fallen
Schließlich müssen sich das Öl und Gas soweit verdichten und lagern, damit es vom Menschen gut abgebaut werden kann. Das kann durch sogenannte „geologische Fallen“ gewährleistet sein. Zum Beispiel kann eine dicke, für Gas und Öl undurchlässige Schicht auf der ölführenden Schicht aufliegen und durch tektonische Vorgänge verbogen und gefaltet sein. Auch kann es durch Brüche und Verschiebungen in den Deckschichten zu nach oben und seitliche undurchlässigen Strukturen kommen. Dann können die mobilen Rohstoffe in diese Bereiche einwandern und sich dort konzentrieren. Hier können sie dann abgebaut werden. Siehe Schritt drei:
Lagerstättenbildung Schritt 3
Fracking, Ölsande und Co.
Wenn der letzte Schritt in der geologischen Entwicklung fehlt, ist es zwar auch möglich, an diese Rohstoffe heranzukommen, aber mit erheblich mehr Aufwand und mit noch größeren Auswirkungen auf die Umwelt. Das Fracking zum Beispiel gewinnt Öl und Gas aus Ölsanden und Ölschiefern, in denen sich diese Kohlenwasserstoffe noch nicht in geologischen Fallen gesammelt und konzentriert haben.
50% einer Lagerstätte sind abgebaut – sind dann noch 50% übrig?
Ein Sachverhalt wird bei Debatten darüber, wie viele Rohstoffe wir denn noch zur Verfügung haben, gerne vergessen oder etwas blauäugig betrachtet – ganz abgesehen von der Frage, ob es klug ist, natürlich vorkommende Kohlenwasserstoffe zu verbrennen – schon aufgrund des Klimaeinflusses und der Verwendung in zahlreichen und wichtigen Wertstoffketten. Nämlich die Frage, wie sich die Förderung im Laufe der Zeit ändert. Denn bei den meisten Lagerstätten ist es so: Am Anfang kann man aus dem Vollen schöpfen, der Rohstoff ist üppig vorhanden und kann vergleichsweise preiswert abgebaut werden.
Doch je weniger in der Quelle ist, desto schwieriger wird es, an den Rest zu kommen. Ein Teil verfängt sich in kleinen Hohlräumen, die sich kaum lohnen abzubauen, der Druck wird geringer, weshalb das Öl nicht mehr „freiwillig“ aus dem Boden kommt usw. Das heißt, es wird immer aufwendiger und unwirtschaftlicher, an die Ressourcen zu kommen, und an einen Teil kommt man gar nicht mehr heran.
Was noch?
Was speziell bei dieser Zeichnung dazu kommt, sozusagen als Auszeichnung besonderer Klasse: Es ist – neben meinem „Blockbild der Haut“ – meine im Internet „meistgeklaute“ Grafik, die mir schon an den unterschiedlichsten Stellen begegnet ist (zum Beispiel > hier: auf Grönland zoomen). Was ja auch für sie spricht. ;-)
Und so nebenbei: Diese Reihe von Illustrationen wurden für eine Publikation zum Thema „Nord Stream 2“ erstellt.
Die Redaktion „Spektrum der Wissenschaft“
Für die sehr nette und freundliche Spektrum-Redaktion arbeite ich seit 2004, und es ist immer wieder eine große Freude und sehr spannend, alle möglichen Themen zu illustrieren. Lange Zeit habe ich vor allem Land- und Themenkarten bebildert, in den meisten Fällen zu geschichtlichen Themen. Eine der Zeitschriften, für die ich gearbeitet habe, trug den Namen „epoc“.Wenn dann sogar mal, wie hier in diesem Fall, ein geologischen Thema zu illustrieren ist, dann bin ich natürlich erst recht in meinem Element.