„Asphalt (Geologie)“ – Versionsunterschied
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'''Asphalt''' bezeichnet in den [[Geowissenschaften]] ein oft zähes oder festes [[Kohlenwasserstoff]]-Gemisch ohne nennenswerte Anteile an mineralischer Substanz, das auf natürlichem Wege aus [[Erdöl]] entstanden ist. Dieses Gemisch wird zur Unterscheidung von [[Asphalt|technischem Asphalt]] auch ''Naturasphalt'', ''Bitumen'',<ref>Der Begriff ''Bitumen'' besitzt in den Geowissenschaften mehrere Bedeutungen, umfasst jedoch eine Bedeutung, die der von Asphalt (in geowissenschaftlichem Sinn) in etwa gleichkommt.</ref> ''Erdpech'', oder ''Bergteer'' genannt. Ursächlich für die Entstehung von Naturasphalt bzw. Naturbitumen ist zum einen der Kontakt von Rohöl mit Luftsauerstoff ([[Oxidation]]), nicht selten verbunden mit der Aktivität von Mikroorganismen (sogenannte ''Biodegradation'') und zum anderen die Verdunstung der leichtflüchtigen Bestandteile des Erdöls. Im Gegensatz zur technischen Bitumenherstellung dauert die natürliche Entstehung um ein vielfaches länger. Mit Naturasphalt bzw. Naturbitumen imprägnierter Sand wird als [[Ölsand]] bezeichnet. Natürliche Festbitumina ohne nennenswerte mineralische Anteile werden unter dem Sammelbegriff ''Asphaltite und Ipsonite'' zusammengefasst. |
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'''Asphalt''' bezeichnet in den [[Geowissenschaften]] ein dunkelbraunes bis schwarzes, zähes oder festes Gemisch ohne nennenswerte Anteile an [[mineral]]ischer Substanz, das durch [[Geologie|geologische]] Prozesse entweder unmittelbar oder über die Zwischenstufe [[Erdöl]] aus entwässerter organischer Substanz ([[Kerogen]]) entstanden ist. Dieses Gemisch wird zur Unterscheidung von [[Asphalt|technischem Asphalt]] auch ''Naturasphalt'', ''Bitumen'',{{FN|§}} ''Erdpech'' oder ''Bergteer'' genannt. In englischer Literatur wird bisweilen zwischen zähflüssigem ''tar'' („Teer“) und festem ''natural asphalt'' oder ''rock asphalt'' unterschieden.<ref>Walter L. Pohl: ''Economic Geology: Principles and Practice.'' Wiley-Blackwell, 2011, ISBN 978-1-4443-3662-7, S. 530 f.</ref> „[[Teer]]“ bezeichnet im Deutschen eine in Aussehen und Konsistenz dem natürlichen Asphalt zwar ähnliche, aber stets künstlich durch [[Pyrolyse]] und nicht aus Erdöl hergestellte Substanz. |
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== Entstehung{{Anker|Schweröl}} == |
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Naturasphalt bzw. Naturbitumen kann auf zwei verschiedenen Wegen entstehen. Die erste Möglichkeit ist die Degradation (Verarmung) von „reifem“, leichtem [[Erdöl]]. Steigt solches Erdöl bis dicht unter oder direkt an die Erdoberfläche auf, wird es, nicht selten unter Mitwirkung von Mikroorganismen ([[Biodegradation]]), durch Verlust der ''leichten'' und damit Anreicherung der ''schweren Erdölfraktion'' in Asphalt umgewandelt. Dieser Prozess umfasst u. a. die Verschiebung des Verhältnisses von [[Alkane|n-Alkanen]] zu [[Cycloalkane]]n zugunsten der Cycloalkane, bis hin zum völligen Verlust der n-Alkane, sowie die Anreicherung von [[heteroatom]]aren Verbindungen, die neben [[Kohlenstoff]] und [[Wasserstoff]] auch [[Stickstoff]], [[Schwefel]], [[Sauerstoff]] und verschiedene Metalle beinhalten (sogenannte ''NSO-Verbindungen'' oder [[Asphaltene]]). Erdöl, das den Prozess der Degradation erst teilweise durchlaufen hat und daher noch eine relativ geringe [[Viskosität]] (weniger als 10.000 mPa·s) und Dichte (mehr als 10 [[API-Grad|°API]]) besitzt, wird auch als '''natürliches Schweröl''' (engl. ''heavy crude oil''){{FN|¶}} bezeichnet.<ref>''[https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/schweroel/14611 Schweröl.]'' Spektrum Online-Lexikon der Geowissenschaften</ref><ref>Christopher J. Schenk, Richard M. Pollastro, Ronald J. Hill: ''National Assessment of Oil and Gas – Natural Bitumen Resources of the United States.'' USGS Fact Sheet 2006–3133. United States Geological Survey, U.S. Department of the Interior, Washington, D.C., 2006 ([https://pubs.usgs.gov/fs/2006/3133/pdf/FS2006-3133_508.pdf PDF] 220 kB)</ref> |
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Die zweite Möglichkeit ist der direkte Austritt von bituminösem zähflüssigem Material aus einem organikreichen, nur schwach thermisch beeinflussten, potenziellen Erdölmuttergestein („[[Ölschiefer]]“) in ein Nebengestein. Dieses Material, das als Vorstufe von Erdöl gilt, wird als ''unreifer Asphalt'' (engl.: immature asphalt) bezeichnet.<ref>E. Tannenbaum, Z. Aizenshtat: ''Formation of immature asphalt from organic-rich carbonate rocks — I. Geochemical correlation.'' Organic Geochemistry. Bd. 8, Nr. 2, 1985, S. 181–192, {{DOI|10.1016/0146-6380(85)90037-3}}.</ref> Es ist dem aus der Erdöldegradation hervorgegangenen Asphalt chemisch weitgehend ähnlich, zeichnet sich aber durch ein breites Spektrum an n-Alkanen aus. Das n-Alkan-Profil kann jedoch nicht allein als Unterscheidungskriterium herangezogen werden, da auch in Asphalt aus der Erdöldegradation durch nachträgliche thermische Einwirkung sekundär n-Alkane entstehen können.<ref>A. Bein, O. Amit: ''The Evolution of the Dead Sea Floating Asphalt Blocks: Simulations by Pyrolysis.'' Journal of Petroleum Geology. Bd. 2, Nr. 4, 1980, S. 439–447, {{DOI|10.1111/j.1747-5457.1980.tb00971.x}}.</ref> Unreifer Asphalt tendiert in der Regel dazu, aufgrund seiner von Anfang an relativ hohen Viskosität nahe dem Muttergesteinshorizont zu verbleiben. Nur unter bestimmten geologischen Voraussetzungen kann er aus größerer Tiefe bis zur Erdoberfläche aufsteigen. Solche speziellen Verhältnisse werden beispielsweise für den [[Jordangraben]] (Totes-Meer-Rift) angenommen.<ref name="gvirtzman">H. Gvirtzman, E. Stanislavsky: ''Palaeohydrology of hydrocarbon maturation, migration and accumulation in the Dead Sea Rift.'' Basin Research. Bd. 12, Nr. 1, 2000, S. 79–93, {{DOI|10.1046/j.1365-2117.2000.00111.x}}.</ref> |
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== Sonstiges == |
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Treten größere Mengen Asphalt an der Erdoberfläche aus, können sich in Geländedepressionen regelrechte [[Asphaltsee (Geologie)|Asphaltseen]] bilden. |
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Im Gegensatz zur technischen Bitumenherstellung dauert die natürliche Entstehung um ein Vielfaches länger. Mit Naturasphalt bzw. Naturbitumen imprägnierter Sand wird als [[Ölsand]] bezeichnet. Natürliche Festbitumina ohne nennenswerte mineralische Anteile werden unter dem Sammelbegriff ''Asphaltite und Ipsonite'' zusammengefasst. |
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: <small>{{FNZ|§|Der Begriff ''Bitumen'' besitzt in den Geowissenschaften mehrere Bedeutungen, umfasst jedoch eine Bedeutung, die der von Asphalt (in geowissenschaftlichem Sinn) in etwa gleichkommt.}}</small> |
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== Literatur == |
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* Christiane Martin, Manfred Eiblmaier (Hrsg.): ''Lexikon der Geowissenschaften.'' 6 Bände. Spektrum |
* Christiane Martin, Manfred Eiblmaier (Hrsg.): ''Lexikon der Geowissenschaften.'' 6 Bände. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg u. a. 2000–2002, ISBN 3-8274-1655-8. |
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* Hans Murawski, Wilhelm Meyer ''Geologisches Wörterbuch'' |
* Hans Murawski, Wilhelm Meyer: ''Geologisches Wörterbuch.'' 12. Auflage. Spektrum Verlag, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-8274-1810-4. |
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== Weblinks == |
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Aktuelle Version vom 27. Mai 2024, 09:59 Uhr
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Asphalt bezeichnet in den Geowissenschaften ein dunkelbraunes bis schwarzes, zähes oder festes Gemisch ohne nennenswerte Anteile an mineralischer Substanz, das durch geologische Prozesse entweder unmittelbar oder über die Zwischenstufe Erdöl aus entwässerter organischer Substanz (Kerogen) entstanden ist. Dieses Gemisch wird zur Unterscheidung von technischem Asphalt auch Naturasphalt, Bitumen, § Erdpech oder Bergteer genannt. In englischer Literatur wird bisweilen zwischen zähflüssigem tar („Teer“) und festem natural asphalt oder rock asphalt unterschieden.[1] „Teer“ bezeichnet im Deutschen eine in Aussehen und Konsistenz dem natürlichen Asphalt zwar ähnliche, aber stets künstlich durch Pyrolyse und nicht aus Erdöl hergestellte Substanz.
Entstehung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Naturasphalt bzw. Naturbitumen kann auf zwei verschiedenen Wegen entstehen. Die erste Möglichkeit ist die Degradation (Verarmung) von „reifem“, leichtem Erdöl. Steigt solches Erdöl bis dicht unter oder direkt an die Erdoberfläche auf, wird es, nicht selten unter Mitwirkung von Mikroorganismen (Biodegradation), durch Verlust der leichten und damit Anreicherung der schweren Erdölfraktion in Asphalt umgewandelt. Dieser Prozess umfasst u. a. die Verschiebung des Verhältnisses von n-Alkanen zu Cycloalkanen zugunsten der Cycloalkane, bis hin zum völligen Verlust der n-Alkane, sowie die Anreicherung von heteroatomaren Verbindungen, die neben Kohlenstoff und Wasserstoff auch Stickstoff, Schwefel, Sauerstoff und verschiedene Metalle beinhalten (sogenannte NSO-Verbindungen oder Asphaltene). Erdöl, das den Prozess der Degradation erst teilweise durchlaufen hat und daher noch eine relativ geringe Viskosität (weniger als 10.000 mPa·s) und Dichte (mehr als 10 °API) besitzt, wird auch als natürliches Schweröl (engl. heavy crude oil) ¶ bezeichnet.[2][3]
Die zweite Möglichkeit ist der direkte Austritt von bituminösem zähflüssigem Material aus einem organikreichen, nur schwach thermisch beeinflussten, potenziellen Erdölmuttergestein („Ölschiefer“) in ein Nebengestein. Dieses Material, das als Vorstufe von Erdöl gilt, wird als unreifer Asphalt (engl.: immature asphalt) bezeichnet.[4] Es ist dem aus der Erdöldegradation hervorgegangenen Asphalt chemisch weitgehend ähnlich, zeichnet sich aber durch ein breites Spektrum an n-Alkanen aus. Das n-Alkan-Profil kann jedoch nicht allein als Unterscheidungskriterium herangezogen werden, da auch in Asphalt aus der Erdöldegradation durch nachträgliche thermische Einwirkung sekundär n-Alkane entstehen können.[5] Unreifer Asphalt tendiert in der Regel dazu, aufgrund seiner von Anfang an relativ hohen Viskosität nahe dem Muttergesteinshorizont zu verbleiben. Nur unter bestimmten geologischen Voraussetzungen kann er aus größerer Tiefe bis zur Erdoberfläche aufsteigen. Solche speziellen Verhältnisse werden beispielsweise für den Jordangraben (Totes-Meer-Rift) angenommen.[6]
Sonstiges
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Treten größere Mengen Asphalt an der Erdoberfläche aus, können sich in Geländedepressionen regelrechte Asphaltseen bilden.
Im Gegensatz zur technischen Bitumenherstellung dauert die natürliche Entstehung um ein Vielfaches länger. Mit Naturasphalt bzw. Naturbitumen imprägnierter Sand wird als Ölsand bezeichnet. Natürliche Festbitumina ohne nennenswerte mineralische Anteile werden unter dem Sammelbegriff Asphaltite und Ipsonite zusammengefasst.
Anmerkungen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- §Der Begriff Bitumen besitzt in den Geowissenschaften mehrere Bedeutungen, umfasst jedoch eine Bedeutung, die der von Asphalt (in geowissenschaftlichem Sinn) in etwa gleichkommt.
- ¶Im Gegensatz dazu wird das in Raffinerien erzeugte Schweröl im Englischen als heavy fuel oil bezeichnet.
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Christiane Martin, Manfred Eiblmaier (Hrsg.): Lexikon der Geowissenschaften. 6 Bände. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg u. a. 2000–2002, ISBN 3-8274-1655-8.
- Hans Murawski, Wilhelm Meyer: Geologisches Wörterbuch. 12. Auflage. Spektrum Verlag, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-8274-1810-4.
Weblinks
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Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ Walter L. Pohl: Economic Geology: Principles and Practice. Wiley-Blackwell, 2011, ISBN 978-1-4443-3662-7, S. 530 f.
- ↑ Schweröl. Spektrum Online-Lexikon der Geowissenschaften
- ↑ Christopher J. Schenk, Richard M. Pollastro, Ronald J. Hill: National Assessment of Oil and Gas – Natural Bitumen Resources of the United States. USGS Fact Sheet 2006–3133. United States Geological Survey, U.S. Department of the Interior, Washington, D.C., 2006 (PDF 220 kB)
- ↑ E. Tannenbaum, Z. Aizenshtat: Formation of immature asphalt from organic-rich carbonate rocks — I. Geochemical correlation. Organic Geochemistry. Bd. 8, Nr. 2, 1985, S. 181–192, doi:10.1016/0146-6380(85)90037-3.
- ↑ A. Bein, O. Amit: The Evolution of the Dead Sea Floating Asphalt Blocks: Simulations by Pyrolysis. Journal of Petroleum Geology. Bd. 2, Nr. 4, 1980, S. 439–447, doi:10.1111/j.1747-5457.1980.tb00971.x.
- ↑ H. Gvirtzman, E. Stanislavsky: Palaeohydrology of hydrocarbon maturation, migration and accumulation in the Dead Sea Rift. Basin Research. Bd. 12, Nr. 1, 2000, S. 79–93, doi:10.1046/j.1365-2117.2000.00111.x.