Abgeschickt von andreas am 27 Oktober, 2002 um 09:54:49
Damit ihr wisst was im Tank gluckert stelle ich mal nen Bericht über die neueste "Erdölforschung" rein. Von wegen Dinosaurier oder Plankton. Erdöl entsteht völlig ohne "Biobeteiligung" aber lest es selbst:
6. September 2002. Chemische Rundschau Nr.. 11 FORSCHUNG/ENTWICKLUNG 19
Kontroverse um die «Planktontheorie»
Eisen, Stein und Marmor bricht- zu Erdöl
Experimente bringen eine fest verankerte Theorie ins Wanken: Erdöl hat sich spontan aus dem Gestein des oberen Erdmantels gebildet, fand ein texanisch/ russisches Wissenschaftsteam. Mehr noch: Thermodynamische Berechnungen widerlegen, dass Biomaterialien am Ursprung des Erdöls stehen.
Die Experimente des Wissenschaftsteams um J. E Kenny, Wladimir A. Kutcherow, Niklai A. Bendeliaoi und Wladimir A. Aleksey scheinen denkbar einfach: Festes Eisenoxid (FeO,) und Marmor (Ca- CO2) mit wenig Wasser angefeuchtet ergeben unter den physikalischen Bedingungen des oberen Erdmantels eine «alchemistisch anmutende Suppe», in der alle Bestandteile des Erdöls in der charakteristischen Zusammensetzung vorhanden sind.
Die Forscher benutzten – wie sie in einer Veröffentlichung in den «Proccedings of the Natio- nal Academy of Sciences darstellten – eine neu entwickelte Druckkammer, die sie mit bis zu 50 000 Bar unter Druck setzten und auf l 500 Grad erhitzten. Das Besondere: Die Anlage kann sehr schnell wieder abgekühlt werden. Dadurch frieren die entstandenen Substanzen quasi ein und können so analysiert werden. Dieser Mechanismus ahmt eruptive Trans- portprozesse von Material aus dem Erdinnern nach, die zum Beispiel auch die Diamanten in der Erdkruste entstehen liessen.
Marmor kommt zwar im äusseren Erdmantel nicht vor, dennoch entschieden sich die For- scher dafür, weil es durch seinen geringen Energiegehalt widerstandsfähiger gegen die Reduktion des Kohlenstoffs zu längeren Alkanen ist. Das Ex-periment fand also gleichsam unter erschwerten Bedingungen statt. Blieb der Druck im Experimentierbehälter unter 10000 Bar, entstanden keine Kohlenwasserstoffe, die schwerer als Methan waren. Erst oberhalb von 30000 Bar entwickelten sich erste längere Kohlenwasserstoff-Ketten. Bei mehr als 50000 Bar schliesslich bildeten sich spontan all die verschieden langen Kohlenwasserstoff-Moleküle in der Mischung, die für Erdöl charakterristisch ist. So stark ist der Druck in mehr als l00 Kilometern unter der Erdoberfläche.
Hoher Druck stabilisiert Kohlenwasserstoffe
Die Experimente zeigten weiter, dass die Mischung der schweren Kohlenwasserstoff- Moleküle über einen Temperaturbereich von 300 Grad stabil blieb und die Moleküle nicht in kürzere Ketten zerfielen. Das Experiment war die Bestätigung für vorangegangene theoretische Überlegungen, bei denen die Wissenschaftler an Hand thermodynamischer Gesetze die Bedingungen berechnet hatten, unter denen Erdöl entstehen kann.
Ist der Energiegehalt, das chemische Potential eines reaktiven Systems aus zahlreichen Komponenten, wie es das Erdöldarstellt, bekannt, genügen Angaben zu Temperatur, Druck oder der chemischen Zusammensetzung, um zu beschreiben, wie das System entsteht. So berechneten die Forscher dann die Richtung in der sich ein solches System wie Erdöl entwickelt.
Das Ergebnis: Mit jedem zusätzlich in eine Kohlenwasserstoff-Kette eingebundenen Kohlenstoffatom steigt der Energiegehalt des Moleküls um 2,2 Kilokalorien. Bei den hochoxidierten Resten von Lebewesen, die vorwiegend aus Kohlenstoff- Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindungen bestehen, ist aber das Gegenteil der Fall.Bei ihnen nimmt das chemische Potential mit steigender Polymerisation ab. Der Energiegehalt fast aller biotischen Komponenten liegt weit unter dem von Methan, der energieärmsten Kohlenwasserstoff-Verbindung. So können beispielsweise aus Glucose, dem Energiespeicher der Pflanzen, aus thermodynamischen Gründen nie schwere Kohlenwasserstoffe entstehen. Bei der sogenannten «Holzkohlen»-Reaktion kommen nur Graphit undWasser heraus (C6+6H2O), bei der «Bohnenesser»-Reaktion Methan und Kohlendioxid (3CH4+3CO2). Allenfalls bei der erweiterten «Bohnenesser»-Reaktion entstehen neben Methan und Kohlendioxid auch in geringen Mengen Oktan und freier Wasserstoff (2CH4+ 3CO2 þ l/8 C8H)8+7/8H2). In der Vergangenheit sind alle Experimente gescheitert, aus biogenen Molekülen höhere Kohlenwasserstoff-Ketten herzustellen.
Hoher Druck bringt Methan zur Reaktion
Mischungen wie das Rohöl befinden sich bei niedrigem Druck in einem thermodynamischen Ungleichgewicht. DieMoleküle sind somit nicht stabil. Sie streben vielmehr dem stabilen Gleichgewicht zu, in dem sich Methan befindet und zersetzen sich. Äthan, nach Methan der leichteste Kohlenwasserstoff, bleibt erst bei über 25000 Bar stabil, das n-Dekan sogar erst bei mehr als 40000 Bar. Bei diesem Druck polymerisiert dann sogar Methan zu schwereren Alkanen. Im Gegensatz zu den Erfahrungen bei Raffinerieprozessen machen den Alkanen unter diesen Druckbedingungen auch hohe Temperaturen nichts mehr aus. Im Gegenteil, hohe Temperaturen beschleunigen dann sogar die Bildung schwerer Alkane aus Methan.
In der Nähe der Erdoberfläche, wo sich Pflanzen- undTierreste ablagern, sind die chemischen Bedingungen oxidierend. Reduzierende Bedingungen sind aber nötig, damit aus biologischen Substanzen Kohlenstoff- Wasserstoff-Verbindungen entstehen – ein weiteres Argument gegen die Erdölentstehung aus Pflanzen- und Tierresten.
Hahns-J. Neubert