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Ursprung des Lebens - Pressemitteilung

Ursuppe in Dosen

Wo und wie entstand das Leben auf unserem blauen Planeten? „In der Erdkruste!“, behaupten der Geologe Prof. Dr. Ulrich Schreiber, der Physikochemiker Prof. Dr. Christian Mayer und der Chemiker Prof. Dr. Oliver Schmitz von der Universität Duisburg-Essen.

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Umweltminister Remmel übergibt Bescheid über 850.000 Euro

Forschungsprojekt „Alte Kohleschächte als Speicher für Ökostrom?“

Diese Idee, die 2010 in der Geologie der Universität Duisburg-Essen unter der Leitung von Prof. Ulrich Schreiber entwickelt wurde, scheint tatsächlich machbar. Worum geht es? Ein unterirdisches Pumpspeicherkraftwerk bei Bottrop soll dafür sorgen, dass überschüssiger Strom aus Wind- und Sonnenenergie nicht verloren geht. Wie in einem Gebirge wird Wasser aus einem tieferen Niveau (den Strecken) bei Stromüberschuss auf ein höheres über Tage gepumpt. Bei Strombedarf wird das Wasser wieder über eine Turbine in den unteren Speicher geleitet.

Damals half eine Förderung des Mercator Research Center Ruhr, den vielversprechenden Ansatz weiter zu verfolgen. Es folgte eine erweiterte Pilotstudie zusammen mit Forschern der Universität Duisburg-Essen und der Ruhr-Universität Bochum, der RAG AG, der DMT GmbH und des Rhein-Ruhr-Instituts für Sozialforschung und Politikberatung e.V. unter Leitung des Instituts für Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Duisburg-Essen. NRW förderte diese erste Phase bereits mit 1,3 Millionen Euro. Am 25.08.2016 haben die Partner erste Ergebnisse der Machbarkeitsstudie vorgestellt. Zu diesem Termin brachte Umweltminister Remmel einen Förderbescheid über 850.000 Euro für weitere Untersuchungen der ähnlich zusammengesetzten Forschergruppe mit. Die jetzige Förderung erfolgt aus einer Kombination von Bundes- und Landesmitteln. Ein Teil des Projektes umfasst die detaillierte geologische Bearbeitung des geplanten Speicher- und Kavernenraumes, die seitens der Geologie an der Universität Duisburg-Essen durchgeführt wird.

Weitere Informationen sowie Projektberichte unter: www.upsw.de

Alternativkonzept zur Endlagerung radioaktiver Abfälle

Konzeptstudie zur alternativen Endlagerung radioaktiver Abfälle erstellt

Aufbauend auf Erfahrungen im Projekt Energiespeicherung unter Tage (Entwicklung eines Realisierungskonzeptes für die Nutzung von Anlagen des Steinkohlebergbaus als unterirdische Pumpspeicherwerke) wurde in der Geologie der Fakultät Biologie an der Universität Duisburg-Essen eine Konzeptstudie zur alternativen Endlagerung radioaktiver Abfälle erstellt. Unter Wissenschaftlern und Politikern besteht ein allgemeiner Konsens, geologisch günstige Formationen des tiefen Untergrundes zur langfristigen Isolation radioaktiver Abfälle zu nutzen. Bisher lag der Fokus der Forschungsarbeiten zur Erkundung eines entsprechenden Endlagers auf Salzstöcken, durch Fließprozesse akkumulierte Salze, die aufgrund von halokinetischen und tektonischen Prozessen als Diapire bis nah an die Tagesoberfläche aufgestiegen sind.

Flach lagernde Salzformationen haben in bisherigen Forschungsaufträgen zur Suche nach potenziellen Endlagerstandorten nur wenig Berücksichtigung gefunden. Sie sind im Vergleich zu Salzstöcken seit ihrer Entstehung nur geringen tektonischen Beanspruchungen ausgesetzt gewesen. Werden im Kristallingestein unter den Salzschichten radioaktive Abfälle gelagert, stellen sie eine wirksame Barriere für lange Zeiträume dar.

In Deutschland treten in verschiedenen Regionen flachlagernde Salzformationen auf. Als besonders untersuchungswürdig werden in diesem Zusammenhang permzeitliche Salzfolgen (Zechstein) des Thüringer Beckens erachtet, die Mächtigkeiten von mehreren hundert Metern erreichen und von jüngeren Formationen der Trias überdeckt werden. Die Basis der Salzfolgen liegt in Tiefen ab 1000 m unter der Geländeoberfläche, die je nach Standort aus metamorphen oder magmatischen Gesteinen besteht. Diese Gesteine bieten günstige Voraussetzungen für die Standsicherheit und Wärmeableitung eines Endlagers und können für eine Rückholung über lange Zeiträume offen gehalten werden.

In der vorliegenden Konzeptstudie werden die theoretischen Hintergründe zu dem beschriebenen Endlagermodell vorgestellt sowie die geologischen Rahmenbedingungen am Beispiel der geologischen Großlandschaft des Thüringer Beckens erläutert. Die im April 2015 ausgearbeitete Studie ist von der Endlagerkommission am 11.11.2015 im Dokumentenarchiv des Deutschen Bundestags veröffentlicht worden.

Kolloquiumsserie

„Heidelberger Initiative for the Origin of Life“ (HIFOL)

Mittwoch, 17. Juni, 17.15 Uhr; Auditorium INF 252 – Neuenheimer Feld, Universität Heidelberg

Vortragende:

  • Ulrich Schreiber (University Duisburg-Essen): Origin of Life in Tectonic Fault Zones of the Earth's Crust
  •  
  • Christian Mayer (University Duisburg-Essen): Periodic Vesicle Formation in Tectonic Fault Zones: An Ideal Scenario for Molecular Evolution

siehe auch: HIFOL Web site; http://www.mpia.de/HIFOL

Ursprung des Lebens – Pressemitteilung

Das Leben entstand in der Erdkruste

Davon jedenfalls sind der Geologe Prof. Dr. Ulrich Schreiber und der Physikochemiker Prof. Dr. Christian Mayer von der Universität Duisburg-Essen überzeugt.

„Es ist das erste Modell zur Entstehung des Lebens, das einen umfassenden Prozess der Zellbildung beschreibt, bei dem die Probleme der Molekülherkunft, Aufkonzentrierung, Energieversorgung und Membranbildung gelöst sind“, so Prof. Mayer aus der Fakultät für Chemie.

Weiterführende Informationen: Entstehung des Lebens 

Hochdruck-Phasengleichgewichtsapparatur

Neue CO2 Hochdruckanlage in Betrieb genommen

Im April 2014 wurde die neu angeschaffte Hochdruck-Phasengleichgewichtsapparatur (SITEC-Sieber Engineering AG, Schweiz) in Betrieb genommen. Sie ist für Versuchsbedingungen bis 1000 bar und 200 °C ausgelegt und kann somit Bedingungen einer offenen Wassersäule in der oberen Erdkruste von bis zu 10 Kilometern repräsentieren. Besonderes Interesse gilt dem CO2, das bei 73,8 bar und 31°C in den überkritischen Zustand übergeht (scCO2 – super critical CO2). Überkritisches CO2 besitzt Eigenschaften sowohl von der flüssigen als auch von der gasförmigen Phase. Es ist hochmobil, hat eine geringere Dichte als die Flüssigkeit und löst sehr gut organische Verbindungen (z.B. Coffein aus Kaffeebohnen).

Die Anlage wird eingesetzt für Reaktionen, wie sie unter präbiotischen Bedingungen in der oberen kontinentalen Erdkruste nach Modellvorstellungen zur Entstehung des Lebens abgelaufen sein können. Hierzu gehören die Vesikel-Bildung, die Verknüpfung von Aminosäuren zu langen Peptidketten (und letztlich Enzymen) und die Bildung von Nucleotiden als Bausteine der RNA und DNA.

Die Apparatur besitzt einen Reaktionsraum von 36/50 ml als Sichtzelle, eine Kaltlichtquelle und eine Farbkamera, mit der die Phasenzustände direkt auf einen Monitor übertragen werden können. Die Druckerzeugung des aus einer handelsüblichen CO2-Flasche entnommenen Gases erfolgt von Hand mittels einer sehr fein einstellbaren Handspindelpresse. Ein zusätzliches Gas kann über den zweiten Anschluss ebenfalls in die Zelle überführt werden. Die Probenahme erfolgt unter Druck, getrennt sowohl aus der flüssigen als auch aus der überkritischen Phase.

"Origin of Life" – Gordon Research Conference

Vom 12. bis 17. Jan. 2014 fand in Galvestone/Texas die Gordon Research Conference zum Thema "Origin of Life" statt (http://www.grc.org/programs.aspx?year=2014&program=origins). Christian Mayer (Physikalische Chemie der Universität Duisburg-Essen) und Ulrich Schreiber (Geologie) stellten in zwei eingeladenen Vorträgen das an der UDE entwickelte Modell zur Entstehung des Lebens an tiefreichenden Bruchzonen der frühen kontinentalen Erdkruste vor. Untermauert wurde das Modell durch Funde einer komplexen organischen Chemie in Flüssigkeitseinschlüssen archaischer Quarze aus Quarzgängen Westaustraliens. Darüber hinaus konnten erste Laborergebnisse von Experimenten präsentiert werden, bei denen unter Verwendung überkritischen Kohlendioxids Verknüpfungen biologischer Ausgangsmoleküle zu größeren Einheiten erfolgten.

Basalt 2013 - 24.- 28.04.13 Görlitz

EGU2013 & Basalt 2013

Warum passen die Größe der Laacher See Magmakammer und die der Laacher Caldera nicht zusammen? Neue Erkenntnisse unter Berücksichtigung der aktiven Tektonik im Osteifler Vulkanfeld

Auf der EGU2013 und der Basalt2013 wurden neue Erkenntnisse zum tektonisch aktiven Neuwieder Becken und seinem vulkanischen Umfeld präsentiert. An rezent aktiven Störungszonen treten  Mineralquellen und Mofetten auf, die aufgrund ihrer Spurengaskonzentrationen (Helium, Radon, Schwefelwasserstoff) eine Zweiteilung des Osteifel-Vulkanfeldes verdeutlichen. Während im Nordwesten die geringsten Gehalte gemessen wurden, steigen die Spurengaskonzentrationen im Südosten zum Teil auf Extremwerte an. Eine Seitenverschiebung verläuft von Holzmühlheim im Westen durch den südlichen „Laacher See“ bis in das Mofettenfeld der Lahn. Eine derartige  Seitenverschiebung kann in Kombination mit Blockrotation und Hebung sowie tektonische Bewegungsraten von 1 mm/Jahr die Ursache für die Bildung der Magmakammern gewesen sein, die nach Eruption zum Einbruch des Wehrer Kessels und der Laacher See Caldera geführt haben. Analoge Modelle zur Calderenbildung zeigen, dass regionale Seitenverschiebungsregime (inkl. Riedel-Shears, Magmenkammer bedingte Grabentektonik und teilweises Auftreten von Y-Shears) eine entscheidende Rolle bei der Ausbildung von Calderen spielen. Problematisch ist die postulierte präeruptive Bildung einer Magmakammer von mindestens 18 km³ unter dem Laacher See in der oberen spröden Kruste innerhalb weniger Jahrtausende.  Die tektonischen Bewegungsraten sind um mehrere Größenordnungen zu gering, um ein derart großes Volumen bereit zu stellen. Hinzu kommt, dass die Größe der Laacher See Caldera mit einem Volumen von etwa 0.5 km³ (bezogen auf die präeruptive Landoberfläche) nicht kompatibel mit dem postulierten Eruptionsvolumen von mehr als 6.3 km³ Magma und Nebengestein ist. Daher erscheint eine um eine Größenordnung kleinere Magmakammer, die über einen längeren vertikalen Krustenabschnitt gestreckt ist, unter Berücksichtigung der tektonischen Bewegungsraten und der jetzigen Calderengröße wahrscheinlicher.

Siehe auch das Poster: http://www.uni-due.de/imperia/md/content/fb10_geologie/egu2013-5908_poster_ls_hp.pdf

Abstract: http://www.senckenberg.de/root/index.php?page_id=16103 (Klick on "Abstract and excursion guide volume")

EGU2013 – 07.-12.04.13 Vienna

EGU2013 - Press Conference

Red wood ants bioanomalies prior to earthquakes are an important step towards the understanding of GeoBio processes but cannot predict earthquakes

13.04.2013 At the EGU2013 press conference on 11 April, 2013 we reported our early findings of red wood ants (RWA) bioanomalies (suppression of the nocturnal rest phase and daily activity, continuing of the standard daily routine not before the next day) that have been recorded and analysed for several earthquakes with magnitudes of up to about 3.

The specific mechanisms for how and why they show such reactions need to be researched in in situ experiments and in close cooperation with biologists. An open question is whether RWA would react in the same way on earthquakes with higher magnitudes (M > 4), which have not occurred during our period of observation. This will be one topic of future research.

Although the investigation and results presented are promising, they are only a first step towards a completely new research complex. Long-term studies have to show whether confounding factors and climatic influences can clearly be distinguished. However, our early results suggest that it makes sense to consolidate and extend the research to determine a pattern for exceptional activity situations.

As clarified on the press conference, these studies are not provided for earthquake prediction, but are an important step towards the understanding of geobiological processes.

see also: http://www.mdpi.com/journal/animals/special_issues/bio-anom-earth

EGU2013 – 07.-12.04.13 Vienna

EGU2013 - Poster Presentation

Erste Funde komplexer organischer Verbindungen in Flüssigkeitseinschlüssen archaischer Quarzminerale vorgestellt

Auf der EGU Tagung in Wien wurden erste Analyseergebnisse hydrothermaler Quarzminerale aus der Region nördlich Murchison, Australien, präsentiert. Sie stammen aus dem archaischen Yilgarn Kratons und besitzen unterschiedliche, zum Teil unbekannte Alter. Während Proben aus tektonischen Quarzgängen und impaktgenerierten Quarzen des Shoemaker-Kraters keine ungewöhnlichen Ergebnisse lieferten, ergab die Analyse eines Gerölls aus einem Konglomerat mit einem Minimalalter von 2,7 Milliarden Jahren eine erstaunliche Vielfalt organischer leicht flüchtiger Verbindungen. Als mögliche Entstehung werden Prozesse vergleichbar der Fischer/Troptsch-Synthese diskutiert, die im 2012 publizierten hypothetischen Modell zur Entstehung des Lebens in tektonischen Störungszonen bereits vorgestellt wurden  (Schreiber et al. 2012; http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11084-012-9267-4).

Siehe auch das Poster: http://www.uni-due.de/geologie/publikationen/

Siehe auch EGU2013-Abstract: http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2013/EGU2013-7712.pdf

Energiespeicher für das Revier

1,3 € Mio Fördermittel für Energiespeicherprojekt bewilligt.

Projektpartner sind Forscherteams der UDE und der Ruhr-Universität Bochum (RUB) sowie Experten der RAG Deutsche Steinkohle, der DMT und dem Rhein-Ruhr-Institut für Sozialforschung und Politikberatung (RISP).

Die Arbeitsgruppe Geologie ist mit einem Teilprojekt zu den geologischen Voraussetzungen und Standortfragen beteiligt.

[23.11.2012] Das Pumpspeicherkraftwerk unter Tage macht Fortschritte: Nachdem bereits erste Voruntersuchungen gezeigt haben, dass sich die bergbaulichen Schachtsysteme im Ruhrgebiet grundsätzlich für eine umweltfreundliche Energiespeicherung eignen, wird das Projekt auch vom NRW-Klimaschutzministerium unterstützt. Damit fällt der Startschuss für die Machbarkeitsstudie Pumpspeicher, vielleicht ein wichtiger Baustein, um den Ausbau Erneuerbarer Energien weiter voranzutreiben zu können.

Staatssekretär Udo Paschedag vom Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur und Verbraucherschutz überreichte am 23.11. die Förderbescheide für die Erforschung von Pumpspeicherkraftwerken unter Tage an ein Konsortium unter der Leitung der Universität Duisburg-Essen (UDE).

Die Förderungssumme für das Realisierungskonzept umfasst insgesamt rund 1,3 Millionen Euro, die Projektlaufzeit beträgt 18 Monate. Damit wird die erste Stufe des insgesamt auf zwei Phasen angelegten Projektes gefördert.

Weitere Informationen zum Projekt unter: www.upsw.de

Seitenverschiebungen boten Wässern und Gasen eine Wegsamkeit

Neues Projekt

Die Entstehung des Lebens in tiefreichenden tektonischen Störungszonen der ersten Kontinentfragmente

Ein hypothetisches Modell mit Chancen auf eine Nachweisbarkeit

Das Modell umfasst die physiko-chemischen Rahmenbedingungen in einem frühen Zeitabschnitt nach Bildung der Erde. Voraussetzung ist die Entwicklung erster Protokontinente, die sich in ihrer Krustenzusammensetzung deutlich von der ersten ozeanischen Kruste unterscheiden. Es bildeten sich Granite, Gneise, Vulkanite ohne Wasserkontakt (subaerisch) und erste Sedimente. In Störungszonen bildeten sich Gänge aus magmatischen Gesteinen und Gangmineralisationen unterschiedlichster Zusammensetzung. Hauptmineral war Quarz, Eisen, Erze aus allen Metallen, Baryt? und Sekundärminerale wie Zeolith und Ton.

Steilstehende Störungszonen (Seitenverschiebungen) boten nicht nur Wässern eine Wegsamkeit. Auf ihnen stiegen die Gase auf, die zur Bildung der Atmosphäre beitrugen. Diesen Gasen kam eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung komplexer biologischer Moleküle zu.

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Siehe auch Poster

Veröffentlicht in: http://www.springerlink.com/content/0574541317523221/

Sanaa-Gebäude

Workshop am 30. November 2011

Pumpspeicherkraftwerke unter Tage: Chance für das Ruhrgebiet?

Nutzung von Anlagen des Bergbaus zur Speicherung regenerativer Energien

Am 30.11.2011 veranstaltete die Stiftung Mercator in Kooperation mit der Universitätsallianz Metropole Ruhr sowie der Arbeitsgruppe UPW (Unterflur-Pumpspeicherkraftwerke) und mit Unterstützung des Landes NRW sowie der RAG einen Workshop zum Thema Unterflur-Pumpspeicherkraftwerke im Sanaa-Gebäude der Zeche Zollverein in Essen.

Die Arbeitsgruppe UPW setzt sich aus den Lehrstühlen Energiesysteme und Energiewirtschaft der Ruhr-Universität Bochum, Geologie, Geotechnik sowie Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Duisburg-Essen zusammen. Auf der interdisziplinären Veranstaltung, an der über 200 Gäste teilnahmen, wurden spezielle Themen zu Energiespeicherung, Bergbau und Innovationen im Ruhrgebiet in Vorträgen und Diskussionen behandelt. Eine abschließende Podiumsdiskussion schloss mit der überzeugenden Bemerkung, dass das Fragezeichen am Ende des Workshop-Themas in ein Ausrufezeichen geändert werden kann.