Gesundheit: Die Straßen des Ozeans

Öl wird immer knapper. Die vorhandenen Lagerstätten werden bis auf den letzten Tropfen ausgequetscht. Jetzt hoffen Forscher bisher unbekannte Reservoire am Meeresboden finden zu können. Der Weg dahin ist asphaltiert. Denn Vulkane, die keine Lava sondern Asphalt ausspucken, können auf Öl in der Tiefe des Ozeans hinweisen.

Entdeckt wurden die Gebilde vor zwei Jahren am Grund des Golfes von Mexiko bei Campeche. Zunächst trauten die Geowissenschaftler um Gerhard Bohrmann vom Forschungszentrum „Ozeanränder“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft ihren Augen nicht. Der Tauchroboter „Ofos“, ferngesteuert vom Forschungsschiff „Sonne“, stieß in fast 3000 Metern Tiefe auf Hügel, die bis zu 800 Meter über dem Meeresgrund aufragten. Die Flanken waren teilweise von einer schwarzen Masse überzogen, die offenbar von der Spitze hinabgeflossen und später erstarrt war. Mit ihren Schlieren und Rissen ähnelt die Masse erkalteten Lava-Flüssen, wie man sie von Vulkanen kennt.

Untersuchungen an Bord der „Sonne“ zeigten aber, dass es sich bei dem erstarrten Brei nicht um Lava handelte, sondern um Asphalt. Zudem entpuppten sich die Hügel als tropfenförmige Salzstöcke, die sich über den Meeresgrund erhoben hatten. Sie entstehen, indem Salzschichten durch Bewegungen in der oberen Erdkruste und die gewaltige Last dicker Sedimentpakete aus einer Tiefe von mehreren Kilometern nach oben gepresst werden – wie es bei einem Lehmklumpen der Fall ist, den man in der Hand zerquetscht.

Asphalt ist als Rückstand aus der Destillation von Erdöl bekannt. Zum Straßenbau oder zur Abdichtung von Gebäuden verwendeter Asphalt besteht aus einem Gemisch diverser Kohlenwasserstoffe – auch Bitumen genannt – sowie feinen Gesteinspartikeln, die den Belag fester machen. Zwar wussten die Forscher, dass Bitumen sich auch in der Natur bilden kann, wenn spezielle Bakterien im Untergrund Erdöl zerlegen. Doch derartige Mengen an natürlich entstandenem Asphalt hatte niemand zuvor gesehen.

In Eos (Band 86, Nr. 42, 2005), dem Fachblatt der Amerikanischen Geophysikalischen Union, schrieben Bohrmann und Kollegen, der Asphalt könne aus Erdöl-Lagerstätten herrühren und durch heißes und unter gewaltigem Druck stehendes „superkritisches Wasser“ durch die Salzdome hindurch an den Meeresboden befördert werden.

Salzhaltiges Wasser, wie es auch die Sedimentpakete in der Bucht von Campeche durchzieht, wird bei Temperaturen über 405 Grad Celsius und bei Drücken von mindestens 300 Bar superkritisch. Den nötigen Druck gibt es in einer Wassertiefe von mehr als 2800 Metern. Bei so hohem Druck kocht superkritisches Wasser nicht. „Es ist dann weder flüssig noch gasförmig, sondern eine ganz andere Phase“, sagt Bohrmann.

Die Salzstöcke sind von kaminartigen Kanälen durchzogen. In ihnen strömen heiße Lösungen nach oben, die auch kohlenwasserstoffhaltige Substanzen wie Bitumen enthalten. Anders als normales Wasser mischt sich die superkritische Form durchaus mit Bestandteilen des Erdöls.

Zudem hat die spezielle Wasserform nur etwa ein Drittel der Dichte normalen Wassers. Bei so geringer Dichte sind die einzelnen Moleküle weniger dicht gepackt. Wenn superkritisches Wasser in großer Tiefe unter dem Meeresboden entsteht, steigt es wegen seines relativ geringen Gewichts ziemlich rasch auf. Wegen des schnellen Aufstiegs bleibt es heiß. Die hohen Temperaturen führen dazu, dass im Wasser gelöste Stoffe nicht ausfallen. Am Meeresgrund angekommen, kühlt die Mischung ab. Nun bilden sich Asphaltlachen aus Bitumen und Sedimentpartikeln, die an den Hängen der Vulkane herabfließen und bald erstarren.

Ob dieses Modell stimmt, wollen Bohrmann und Kollegen während einer Expedition mit dem deutschen Forschungsschiff „Meteor“ im kommenden Frühjahr vor Ort klären. Da die besondere Wasserform nur in mindestens 2800 Metern Wassertiefe vorkommen kann, wird sich an dieser Marke entscheiden, ob die Hypothese der Geowissenschaftler haltbar ist. Sollten die Forscher auch in flacherem Wasser Asphaltvulkane finden, kann superkritisches Wasser nicht der auslösende Faktor sein.

Sollte die Vermutung aber stimmen, könnte auch die Erdölindustrie davon profitieren. „Die Suche nach Lagerstätten hängt immer von guten Modellen ab“, sagt Bohrmann. Wenn man also verstehe, wie sich Asphaltvulkane bilden, könne man seiner Ansicht nach auch erklären, wie ein Erdöl-Reservoir entstehen könne. Im Frühjahr wollen die Geowissenschaftler möglichst auch die Ausflusslöcher des Asphalts finden. Und wenn es nach Bohrmann geht, dann könnte sich einer der sonderbaren Vulkane doch bitteschön dazu bequemen, Bitumen im Beisein der Forscher auszuspucken.