Natural Hydrogen, Exploration at the Southeastern Edge of the Bohemian Massif

Titel in Übersetzung: Natürlicher Wasserstoff, Exploration am Südostrand der Böhmischen Masse

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Natürlicher Wasserstoff ist ein umweltfreundlicher Energieträger, der im Rahmen der Energiewende große Bedeutung erlangen kann. Natürlicher Wasserstoff kann durch verschiedene Prozesse entstehen. Dazu zählen die Entgasung primordialen Wasserstoffs, Fluid-Gesteins-Reaktionen (z.B. Serpentinisierung) und die Radiolyse von Wasser. Mikrobieller Wasserstoff spielt wahrscheinlich eine untergeordnete Rolle. Vielmehr sind biologische Prozesse an der Verstoffwechselung und damit Oxidation von Wasserstoff im Boden beteiligt.
Ziel der vorliegenden Masterarbeit ist es, das Auftreten natürlichen Wasserstoffs entlang des südöstlichen Randes der Böhmischen Masse zu untersuchen. Der Grund für die Wahl des Untersuchungsgebietes liegt im Vorliegen möglicher Gunstfaktoren für das Auftreten von natürlichem Wasserstoff. Zum einen weist die Böhmische Masse als Teil der Wurzelzone des variszischen Orogens hohe radioaktive Strahlungswerte auf. Zum anderen bietet die tektonisch aktive, tiefgreifende Diendorf Störung einen Weg für die Migration von Fluiden. Näher untersucht wurden der Dunkelsteiner Wald, da an diesem Abschnitt der Diendorf Störung die höchste Erdbebenhäufigkeit vorliegt, sowie das Gebiet um Maissau, weil dort die markante Verwerfung des Maissauer Berges der Diendorf Störung folgt.
Im Rahmen der Arbeit wurden Bodengasmessungen an 763 Messpunkten durchgeführt und einer statistischen Analyse unterzogen. Im Dunkelsteiner Wald waren die beobachteten Wasserstoff¬konzentrationen insgesamt höher als in Maissau. Die statistische Auswertung erfolgte mit Hilfe eines Quantil-Quantil (Q-Q) Diagramms, das eine Unterscheidung der Herkunft verschiedener Wasserstoffkonzentrationsbereiche im Boden ermöglicht. So konnte ein Hintergrundsignal (H2 ≤ 9 ppm) von einem geologischen Signal (H2 > 48 ppm) unter-schieden werden. Der Übergangsbereich (10 – 48 ppm H2) im Q-Q-Diagramm wird als natürlicher Wasserstofffluss interpretiert, der gerade die Wasserstoffaufnahmekapazität des Bodens übersteigt. Das Ergebnis der statistischen Auswertung wird anschließend mit räumlichem Bezug dargestellt.
Im Dunkelsteiner Wald wird das Hintergrundsignal direkt in der Störungszone beobachtet, während in der Nähe der Störungszone erhöhte Messwerte (geologisches Signal) auftreten. Dies hängt wahrscheinlich mit Mylonitisierung in der Störungszone zusammen, welche die Permeabilität reduziert. Im Gegensatz dazu ist das angrenzende kristalline Gestein von spröder Verformung gekennzeichnet, die mit Öffnung von Klüften einhergeht und Migrationspfade schafft. Im Gebiet von Maissau ist dieser Effekt nicht derart stark ausgeprägt, was an den generell niedrigeren Wasserstoffkonzentrationen liegen dürfte.
Es war möglich, eine zusätzliche geologische Quelle für Kohlenstoffdioxid auszuschließen. Jedoch sind die durchgeführten Arbeiten nicht vollständig genug, um Informationen über die tatsächliche Herkunft des bei den Bodengasmessungen beobachteten Wasserstoffs abzuleiten.
Titel in ÜbersetzungNatürlicher Wasserstoff, Exploration am Südostrand der Böhmischen Masse
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Sachsenhofer, Reinhard, Betreuer (intern)
  • Tari, Gábor, Betreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung22 März 2024
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2024

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 13-02-2029

Schlagwörter

  • Natürlicher Wasserstoff
  • Primordialer Wasserstoff
  • Fluid-Gesteins-Reaktionen
  • Radiolyse
  • Wasserstoffexploration
  • Böhmische Masse
  • Diendorf Störung
  • Dunkelsteiner Wald
  • Maissau
  • Oberflächengeochemie
  • Bodengasmessungen
  • Bodengaskonzentrationen
  • Geostatistik
  • Geophysik
  • Elektromagnetische Widersatndsmessungen
  • Gammaspektroskopie

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