Das Schiefergas in Schwedens Kruste ist jung – Tektonik und tiefe Biosphäre

Fig. 1: Kalzitkristalle im Alaunschiefer als Indikatoren für die Bildung von Methan (Foto: GFZ).

Das in Schwedens Erdkruste vorhandene Schiefergas (shale gas) ist vergleichsweise jung. Ein internationales Team von Geoforschern stellte fest, dass sich die Methanvorkommen im schwedischen Alaunschiefer wohl erst mit dem Abschmelzen des Eispanzers vor rund 12.000 Jahren bildeten.

Zudem ist das Erdgas durch einen komplizierten Wechselmechanismus von Tektonik und tiefer Biosphäre entstanden. Unter Leitung von Hans-Martin Schulz vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ konnten diese Methanbildungsprozesse mit einem neuen hydrogeochemischen Modellierungsansatz erstmals für Europa aufgelöst und quantifiziert werden.

Vor 300 Millionen Jahren bildete sich im heutigen Europa das Variszische Gebirge. Dieses Gebirge ist längst verschwunden, aber seine Entstehung führte zur Dehnung der Erdkruste im jetztigen Nordeuropa.

Dadurch konnte Magma aufsteigen und in die oberen Schichten des Erdkörpers eindringen. Die Hitze des Magmas kochte die organischen Bestandteile der darüberliegenden dunklen Tonsteine zu Öl, das den Gesteinskörper durchtränkte.

Mit dem Abschmelzen der bis zu drei Kilometer dicken Gletscher am Ende der letzten Eiszeit erfuhr Nordeuropas Erdkruste eine Druckentlastung, noch heute hebt sich der Ostseeraum mit bis zu 10 mm/Jahr.

Eine Folge dieser Hebungen ist die Entwicklung von Bruchflächen, durch die Schmelzwasser in den Gesteinskörper eindringen konnte und das in den Poren befindliche hochsalinare Porenfluid aussüßte. Dieses Porenwasser im tiefen Gestein wiederum bietet dort lebenden Mikroben die Möglichkeit, sich vom gespeicherten Erdöl zu ernähren, es dabei abzubauen und es in Methan zu verwandeln. Dieses Methan findet sich jetzt in den dunklen Tonschiefern in etwa 100 Metern Tiefe.

Derartige biogene Methanbildungen waren bislang nur in Nordamerika bekannt, das wie Nordeuropa vergletschert war. Am bekanntesten sind dort die Vorkommen im Antrim-Shale in Michigan.

Hans-Martin Schulz, Steffen Biermann, Wolfgang van Berk, Martin Krüger, Nontje Straaten, Achim Bechtel, Richard Wirth, Volker Lüders, Niels Hemmingsen Schovsbo, and Stephen Crabtree: „From shale oil to biogenic shale gas: Retracing organic–inorganic interactions in the Alum Shale (Furongian–Lower Ordovician) in southern Sweden.”, AAPG Bulletin, v. 99, no. 5 (May 2015), pp. 927–956, DOI: 10.1306/10221414014

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Franz Ossing Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

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