Von Wladimir Litwinenko
“Grenzen des Wachstums”, ein programmatischer Bericht des Club of Rome aus dem Jahr 1972, sagte die Erschöpfung der Öl- und Gasreserven bis Mitte des 21. Jahrhunderts voraus. Viele namhafte Experten halten heute noch immer 2050 für das Jahr, ab dem der Energiekollaps eintreten wird. Der wissenschaftliche Wert solcher Prognosen ist fraglich. Zumindest, weil der Streit zwischen zwei grundlegend unterschiedlichen Theorien zur Entstehung von Kohlenwasserstoffen noch nicht beigelegt ist.
Ein Teil der Wissenschaft vertritt die Ansicht, dass Erdöl und Erdgas durch die thermische Zersetzung von Pflanzen- und Tierüberresten unter hohem Druck in Sedimentgesteinen der Erdkruste entstanden sind. Andere jedoch gehen davon aus, dass Öl und Gas sich aus anorganischen (im biologischen, nicht im chemischen Sinne) Substanzen im Erdmantel bildeten – sprich: in viel größerer Tiefe – und erst später über Verwerfungen und Risse in der Erdkruste so nah an die Oberfläche gelangten, dass ihre Förderung mit dem heutigen Stand der Technik möglich ist.
Gegen Ende des 20. Jahrhunderts geriet die Theorie der abiogenen (ein präziserer Ausdruck als “anorganischen”) Entstehung von Kohlenwasserstoffen ohne ausreichende Gründe ins Abseits der Wissenschaft. Die Situation erinnert vielleicht an die Verfolgung von Genetikern in der Sowjetunion in den 1930er- und 1960er-Jahren: Rationale wissenschaftliche Debatten wichen dem Dogmatismus. Möglicherweise brauchte ja ausgerechnet der Club of Rome eine apokalyptische Prognose der Energieressourcen, um seine Politik der Weltbevölkerungsreduzierung zu rechtfertigen – und bekam sie geliefert. Die heutigen Fortschritte bei Tiefbohrungsforschung stellen die Autorität der abiogenen Theorie wieder her, doch dazu weiter unten mehr.
Den ersten Schritt zum Verständnis der Prozesse der Ölbildung machte wohl der Russe Michail Wassiljewitsch Lomonossow, als er in seinem Werk “Über die Schichten der Erde” (1763) über den “feurigen Kern” im Erdinneren schrieb, unter dessen Einfluss Vulkanausbrüche entstehen. Er schrieb auch:
“Es ist eine große Sache, mit dem Verstand in die Tiefen der Erde vorzudringen, wo die Natur der Hand und dem Auge den Zugang verwehrt.”
Es ist inzwischen bewiesen, dass der obere Erdmantel der Hauptlieferant der gesamten Substanz der Erdkruste, Hydrosphäre und Atmosphäre ist – und zudem ein starker Generator geodynamischer Spannungen in der Erdkruste und Lithosphäre insgesamt. Wissenschaftler haben außerdem bestätigt, dass der Erdkern viel mehr Wärme abgibt als bisher angenommen.
Somit müssen bisherige Vorstellungen über die Entstehung von Mineralen überprüft und überdacht werden. Dies gilt insbesondere für Fragen des Ursprungs, der Bildungsbedingungen und der Verteilungsmuster von Kohlenwasserstoffen. Die biogene Theorie kann jedoch immer noch als wissenschaftlicher Mainstream bezeichnet werden – unter dessen Diktat den Öl- und Gasunternehmen traditionelle Modelle zur Suche nach neuen Lagerstätten buchstäblich aufgezwungen werden. Dieses Stereotyp wurde noch nicht überwunden – selbst vor dem Hintergrund der Entdeckung industriell förderfähiger tiefer Ölfelder, die hinsichtlich ihrer Reserven und Fördermengen (200 bis 800 Tonnen pro Tag im Vergleich zu 9 bis 14 Tonnen pro Tag bei konventionellen Feldern) einzigartig sind. Spätestens diese Tatsache hätte die wissenschaftliche Debatte zwischen den Anhängern der biogenen und abiogenen Theorien eigentlich neu beleben sollen, doch dies geschieht nicht: Beide Linien entwickeln sich stattdessen unabhängig voneinander.
Trotz seiner fundamentalen Bedeutung für die Menschheit ist dieses Thema aus dem Vordergrund der Wissenschaft gedrängt worden: Die Ergebnisse experimenteller Forschung auf diesem Gebiet werden eindeutig nicht ausreichend thematisiert. Leider können wir noch immer nicht in die Tiefen vordringen, in denen sich der riesige “feurige Kern” bildet, und vollständig beweisen können wir alle Hypothesen auch nicht. Alle existierenden wissenschaftlichen Arbeiten auf dem Gebiet der Ölgenese, selbst die herausragendsten, lösen nur einzelne Fragen und führen nicht zum endgültigen Ergebnis – einer vollständigen wissenschaftlichen Beschreibung des komplexen Entstehungsprozesses der wichtigsten geotektonischen Elemente der Erdkruste und der begleitenden tiefen Verwerfungen, die bis in die Schicht des oberen Erdmantels (Asthenosphäre) reichen.
Dennoch beschäftigen sich alle öl- und gasproduzierenden Länder der Welt mit der Frage nach der Herkunft von Öl und Gas sowie der Identifizierung von Entstehungsmustern und der Lage ihrer industriell ausbeutbaren Lagerstätten. Die bedeutendsten theoretischen Entwicklungen wurden Ende des 20. Jahrhunderts von Wissenschaftlern aus den USA, Frankreich, Rumänien und Italien durchgeführt. Doch das wichtigste Zentrum langfristiger Forschungen zur Verknüpfung von Wissenschaft und Praxis der geologischen Exploration war wohl die UdSSR.
Sowjetische Forscher – insbesondere Mitarbeiter mehrerer Institute der Akademie der Wissenschaften, des Geologieministeriums der UdSSR und viele Universitätswissenschaftler, darunter Vertreter der Bergbau-Universität Sankt Petersburg – bewiesen die Hypothese der mineralischen Synthese von Öl und Gas in der Asthenosphäre. Es geht hier um eine Tiefe von 50 bis 100 Kilometern. Diese Ergebnisse wurden im Rahmen dreier Hauptbereiche erzielt: Öl- und Gasgeologie (Grigori Nasarowitsch Dolenko), Geochemie (Iona Volkowitsch Grinberg) und Thermobarogeochemie, angewandt auf verschiedene Tiefenschichten der Lithosphäre (Emmanuil Bogdanowitsch Tschekaljuk).
Mithilfe mathematischer Modellierung, theoretischer, experimenteller und naturwissenschaftlicher Ergebnisse wurden drei wichtige Fakten bewiesen. Und hier kommen wir nicht ohne wissenschaftliche Fachausdrücke aus.
Erstens: Die Mehrkomponentenzusammensetzung des natürlichen Erdöls in der Asthenosphäre befindet sich im thermodynamischen Gleichgewicht. Im Sedimentgesteinskomplex, wo niedrigere Drücke und Temperaturen herrschen, fehlt dieses Gleichgewicht.
Zweitens: Die Prozesse der Öl- und Gasmigration an die Oberfläche der Erdkruste (von ihren Entstehungsherden im Erdmantel) sind gut erklärbar durch die Gesetze der Festkörperphysik unter Bedingungen erhöhter Temperaturen und ultrahoher Drücke – sowie durch die Gesetze der Filtration von Gas-Öl-Gemischen in gebrochenen und porösen Medien.
Drittens: Für die Entstehung von Öl- und Gaslagerstätten in Sedimentgesteinskomplexen ist eine Kombination gleich mehrerer günstiger Bedingungen erforderlich: strukturell-tektonische (z. B. das Vorhandensein von Falten oder Verwerfungen, von denen Kohlenwasserstoffe zurückgehalten werden können) und lithologisch-fasziale (die Zusammensetzung des Gesteins muss den Durchtritt von Kohlenwasserstoffen aus der Tiefe zum entstehenden Vorkommen zulassen). Der Entstehungsprozess ist mit der geotektonischen Entwicklung von Vorgebirgs- und Intragebirgsmulden geosynklinaler Regionen an besagte Geosynklinalen angrenzenden Plattformhängen und intraplattformalen riftogenen Senken verbunden, die ebenfalls nach dem geosynklinalen Typ gebildet werden.
Die Schlussfolgerungen russischer Wissenschaftler wurden durch die Supertiefbohrung auf der Halbinsel Kola (diese lief in den Jahren von 1970 bis 1991) bestätigt. Die Ergebnisse werden in einer wissenschaftlichen Monographie von Jewgeni Alexandrowitsch Koslowski, dem Geologieminister der UdSSR von 1975 bis 1989, vorgestellt. Darin wurde die abiotische Hypothese praktisch bestätigt und ein umfassendes Modell der Entstehung, Migration und Anreicherung von Öl und Gas in der Erdkruste erstellt. Aus diesem Modell ergibt sich logisch ein rationales Schema zur geologischen Einteilung der Erdkruste gemäß ihren Strukturelementen – einer Einteilung in Zonen, die je nach Beschaffenheit mehr oder weniger wahrscheinlich Erdöl und Erdgas tragen können.
Sprich, die Wissenschaft gab uns fundierte Antworten auf die wichtigste Frage: Wo und bis zu welcher Tiefe soll nach diesen Bodenschätzen gebohrt werden?
Während des allumfassenden Übergangs erst der UdSSR, dann Russlands zur Marktwirtschaft lag die Priorität bekanntlich nicht auf der Lösung wissenschaftlicher Probleme, auch nicht der wichtigsten, sondern auf dem Herausschlagen kurzfristiger Vorteile. Dem Geologieministerium der UdSSR misslang es somit in Ermangelung von Mitteln, diese neuesten Erkenntnisse über die Entstehung von Öl und Gas auch umzusetzen – nämlich in ein Arbeitsmodell für geologische Such- und Förderunternehmen. Auch wurde diese Information in der wissenschaftlichen Literatur nach wie vor nicht ausreichend dargestellt, und die Primärstudien sind praktisch verloren gegangen – auch aufgrund der geschlossenen Natur dieser Studien während der Sowjetzeit. Seitdem wurden die wissenschaftlichen Einrichtungen, die diese Studien durchführten, aufgelöst oder haben ihr Profil geändert. Es gibt nur noch vereinzelte Zentren für theoretische Forschung, und Realexperimente an geologischen Objekten werden nicht mehr durchgeführt.
Doch noch ist nicht alles verloren: Ein unschätzbar wertvolles Forschungsobjekt bleibt erhalten – das Kernproben-Material der Kola-Supertiefbohrung. Dank der heute moderneren Instrumente und fortschrittlicheren Forschungsmethoden kann die Untersuchung dieser Proben hochinteressante neue Erkenntnisse liefern.
An der Sankt Petersburger Bergbau-Universität zu Ehren der Zarin Katharina II. wurden sowohl organische (Iwan Michailowitsch Gubkin) als auch anorganische (Nikolai Alexandrowitsch Kudrjawzew) Hypothesen zur Entstehung von Kohlenwasserstoffen entwickelt. Die innovative Arbeit der Universitätswissenschaftler trug maßgeblich zur Entstehung des Begriffs “Russische Schule der Erdöl- und Erdgaswissenschaft” in der Weltwissenschaft bei. Heute hat diese älteste technische Universität des Landes die Forschung zur Entstehung von Kohlenwasserstoffen wiederaufgenommen. Theoretische Forschung wird mit einem praktischen Experiment kombiniert – mit zwei supertiefen Bohrungen bis zu einer Tiefe von 9.000 Metern (bis zu 3.000 Meter unter den devonischen Gesteinen) im nordöstlichen Teil der russischen Plattform, der tiefe Verwerfungen aufweist. Dieses für Russlands Volkswirtschaft überaus bedeutende Experiment wurde von Präsident Wladimir Wladimirowitsch Putin unterstützt. Auf der Grundlage eines diesbezüglichen Gutachtens der Russischen Akademie der Wissenschaften wurde das Projekt denn auch von der russischen Regierung genehmigt. Bis zu 90 Prozent der Finanzierung werden aus außerhaushaltlichen Mitteln der Bergbau-Universität Sankt Petersburg stammen.
Im Rahmen des Experiments werden verschiedene wissenschaftliche Studien, darunter auch solche der Grundlagenforschung, durchgeführt, um die wichtigsten Parameter und Muster des Einflusses thermodynamischer Prozesse der Erde auf die Entstehung von Öl- und Gasfeldern zu bestimmen. Basierend auf den Ergebnissen dieser Arbeiten soll eine Methodik zur Vorhersage, Suche und Erschließung tiefer Kohlenwasserstoffvorkommen entwickelt werden – anzuwenden vor allem in Regionen mit traditioneller Ölförderung, aber auch über sie hinaus. Das Projekt ist von strategischer Bedeutung für die Wiederherstellung der Ressourcenbasis der russischen Energiewirtschaft sowie der Öl- und Gasbranche.
Zur Koordinierung der Forschung wird an der Universität das Nationale Zentrum “Tiefenmetageologie” eingerichtet. Es ist vorgesehen, dass sich zahlreiche spezialisierte wissenschaftliche Einrichtungen und Ölkonzerne an der Entwicklung dieses Schwerpunktbereichs beteiligen.
Übersetzt aus dem Russischen. Zuerst erschienen bei RIA Nowosti am 16. Juli 2025
Wladimir Stefanowitsch Litwinenko ist ein sowjetischer und russischer Bergbauingenieur, Rektor der Bergbau-Universität Sankt Petersburg (seit 1994) und Spezialist für Brunnenbohrungen nach der Methode des Gesteinsschmelzens.
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