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Von Schlammlava und Grundwasser: Forschungsprojekt in Aserbaidschan

Im Projekt MudRisk arbeiten Lena Merz und  Professor Christoph Hilgers vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT eng mit Dr. Ayten Huseynova von der Nationalen Akademie der Wissenschaften Aserbaidschans in Baku zusammen. Gemeinsam erforschen sie die Entstehung von Schlammvulkanen in der Region Shamakhi und ihre Auswirkungen auf Grundwasser sowie Geo- und Biosphäre. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Vorhaben.


Text und Bilder: Lena Merz 

Titelbild: Drohnenaufnahme des Schlammvulkan Gushchu im November 2018


Nicht immer, wenn ein Vulkan ausbricht, kommt es zu Lavaströmen oder herumfliegenden Gesteinsbrocken. Bricht ein Schlammvulkan aus, befördert er große Mengen Schlamm zusammen mit Methangas und Öl an die Oberfläche. Diese Schlammlava kann sich Meterdick über mehrere Hektar ausbreiten.  Lena Merz vom Institut für Angewandte Geowissenschaften untersucht in einem Forschungsprojekt Schlammvulkane in Aserbeidschan. In clickKIT erzählt sie von ihren Erfahrungen vor Ort – und von einem Ausbruch.

Schlammvulkane gibt es weltweit: im Mittelmeer, in Italien, Rumänien, Japan oder Indonesien. Global tragen sie erheblich zu den natürlichen Ausgasungen von Methan, einem klimaschädlichen Gas, bei. Ein Drittel aller Schlammvulkane befindet sich in Aserbaidschan. Hier entstehen sie durch mächtige organikreiche Tonschichten, die mit gewaltigem Überdruck an Schwachstellen der Erdkruste nach oben steigen, etwa entlang von Kontinentalhängen oder Brüchen und Falten in Gebirgsregionen. Die geologischen Bedingungen für die Entstehung von Schlammvulkanen sind in der Region des kaspischen Meeres und dem Kaukasusgebirge ideal. 

Landschaft im Nordosten von Aserbaidschan

Bis heute sind jedoch viele Aspekte der Entstehung von Schlammvulkanen und ihren Auswirkungen noch nicht im Detail verstanden. Deshalb untersuchen Professor Christoph Hilgers und ich in dem Projekt MudRisk die Auswirkung von Schlammvulkanen in der Region Shamakhi auf das Grundwasser und damit auf die Menschen, die in den angrenzenden Dörfern leben. Ich war seit Projektbeginn mehrmals in Aserbaidschan und habe insgesamt schon einen Monat im Gelände an den Schlammvulkanen gearbeitet. Meine Projektpartnerin, Dr. Ayten Huseynova vom Institut für Öl und Gas der Nationalen Akademie der Wissenschaften Aserbaidschans, unterstützt mich vor Ort. Sie ist Geochemikerin und untersucht die Zusammensetzung der Vulkanschlämme, um deren Ursprung (also unter anderem Tiefe und Temperatur) zu bestimmen. 

Die Projektpartnerin Dr. Ayten Huseynova bei der Probenahme von Methangas an einem Schlammvulkan im Mai 2018

Gemeinsam erforschen wir die Fließwege, durch die der unter Überdruck stehende Ton zusammen mit Öl, Gas und Wasser an die Erdoberfläche steigt. Hierfür kombinieren wir verschiedene Methoden im Feld. Zum Beispiel nutzen wir Drohnen, um Bilder aufzunehmen, Brüche zu lokalisieren und zu vermessen, und untersuchen diese auf Methanausgasungen. Zusätzlich arbeiten wir an Gesteinsaufschlüssen, um die Geologie besser zu verstehen und weitere mögliche Wege für Gase zu finden. Wasserproben aus lokalen Brunnen zeigen uns, ob sich das aufsteigende Öl mit dem Grundwasser vermischt. Durch die Kartierung mit den Drohnenbildern, die Gesteinsanalysen und die Schlamm- und Grundwasserproben können wir die Interaktion von Schlammvulkan, Geo- und Biosphäre untersuchen. 

Detailaufnahme Schlammvulkan. Aus sogenannten Gryphons (kleine Schlammhügel) fließt auch in ruhigen Phasen permanent Schlamm, Wasser und Öl

Im Februar ist einer der Schlammvulkane, an denen wir arbeiten, ausgebrochen. Der Gushchu befindet sich in einem seismisch aktiven Gebiet. Vermutlich hat ein Erdbeben der Magnitude 5,7 den Ausbruch ausgelöst und Schlammlava aus mehreren Kilometern Tiefe an die Erdoberfläche gefördert. Diese bedeckt bisher zwei Hektar Fläche mit einer fünf Meter dicken Schicht. Der erste bekannte Ausbruch dieses kleinen und aktiven Schlammvulkans war 1913, die letzte große Eruption liegt 27 Jahre zurück. Auch in ruhigen Phasen sind im Zentrum immer kleine Mengen an natürlichen Schlamm-, Gas-, und Ölaustritten zu beobachten. Steht man auf dem Schlammvulkan, blubbert, gurgelt und sprudelt es die ganze Zeit unter den Füßen.
In meiner Zeit in Aserbaidschan habe ich gesehen, dass das Land nicht nur geologisch viel zu bieten hat: Die Hauptstadt Baku ist geprägt von einer Mischung aus uralter, muslimischer und christlicher Kultur, der Zeit der Sowjetunion und der Moderne. Es ist immer laut, lebendig und alle sind in Bewegung. Außerhalb der Hauptstadt gibt es wunderschöne, weite Landschaften, das Land hebt sich langsam zum Großen Kaukasus hin, einem Gebirge in Zentralasien. Die Arbeits- und Wissenschaftswelt sind vollkommen anders als in Deutschland, was meistens spannend ist, manchmal aber auch schwierig, wenn zum Beispiel deutsche Pünktlichkeit auf aserbaidschanische Gelassenheit stoßen. 

Teepause bei einem Landwirt. vl: eine Projektpartnerin die für uns übersetzt hat, unser Fahrer Vugar, Landwirt aus dem Dorf Poladly, Studentin die mit in Aserbaidschan war, um bei der Geländearbeit zu helfen

Wenn wir an den Schlammvulkanen arbeiten, kommen immer Menschen aus den Dörfern und schauen zu oder fragen, was wir tun. Wir fallen mit unserem Geländewagen und dem Equipment immer direkt auf. Oft laden sie uns auf einen Tee ein und sind immer sehr interessiert an unserer Arbeit. Für uns ist es ist sehr wichtig und bereichernd, mit den Menschen in den Dörfern zu sprechen, da sie oft auch Informationen über die Schlammvulkane oder das Trinkwasser haben. Gleichzeitig soll unsere Forschung eben diesen Menschen etwas bedeuten, in dem wir ihnen zum Beispiel sagen können, ob die Qualität ihres Trinkwassers von den Schlammvulkanen beeinträchtigt ist oder wo Öl und Methan austreten, sodass sie dort besser nichts anpflanzen. Wir hoffen, dass wir weitere Projekte mit unseren Partnern umsetzen und unseren Studierenden in Exkursionen das Land zeigen können. 
Im Dorf Guschchu

Montag, 20. Mai, 2019
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Geschrieben von: Gastautor