Welche Prozesse kontrollieren die Wasserstoffisotopenzusammensetzung von H2 und CH4 in hydrothermalen Entgasungen? Eine Fallstudie an Fumarolen von Nisyros, Griechenland

• Antragsteller: Professor Dr. Jens Fiebig
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387934778

Bisherige Untersuchungen an hydrothermalen Emissionen aus geothermischen Bohrungen verdeutlichen, daß die Größe der Wasserstoffisotopenfraktionierung zwischen H2, CH4 und H2O oftmals der Temperatur des in der Tiefe befindlichen Mutterfluids entspricht. Es ist bisher aber nur unzulänglich bekannt, welche Prozesse den Wasserstoffisotopenaustausch im ternären H2-CH4-H2O-System steuern und mit welchen Geschwindigkeiten diese verlaufen. Wir beabsichtigen, die Wasserstoffisotopenzusammensetzung von H2, CH4 und H2O sowie die Häufigkeit von 13C-D Bindungen in CH4 in Fumarolen von Nisyros (Griechenland) zu analysieren, um die Natur, die Relevanz und die Kinetik von sekundären Isotopenaustauschprozessen erfassen zu können, welche mit dem Aufstieg der Gase vom Reservoir in der Tiefe bis an die Oberfläche verbunden sein könnten. Diese Informationen werden benötigt, um i) hydrothermales CH4 bezüglich seiner Wasserstoffisotopenzusammensetzung besser klassifizieren und ii) die Limitierungen der verschiedenen isotopischen H2-CH4-H2O Geothermometer erfassen zu können. Ein vertiefendes Verständnis dieser Limitierungen sowie der Kinetik der sekundären Austauschprozesse ist von besonderer Bedeutung, um langfristig herausarbeiten zu können, welche (kombinierten) Veränderungen in der isotopischen und chemischen Gaszusammensetzung eine erhöhte vulkanische Aktivität anzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Island, Italien, USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Shuhei Ono; Professor Dr. Andri Stefánsson; Professor Dr. Franco Tassi