Prof. Dr. Lukas P. Baumgartner (Mainz)
Geysire und hydrothermale Systeme –
geologisch kurze Episoden intensiver Gesteinsumwandlung
Dienstag, 14. Dezember 1999, 18.15 Uhr
Hörsaal N 2 (Muschel)
 

Die spektakulären Landschaftsformen, die durch die Wechselwirkung von Wasser und Gestein geschaffen worden sind, geben nur einen kleinen Einblick in das Ausmaß und die Vielfältigkeit der Wasser-Gesteinsinteraktionen in der Erde. Höhlen zeugen von der Fähigkeit des Wassers, Gesteine zu durchdringen und aufzulösen. Die Geysire und heisse Quellen auf den Kontinenten und die "black smokers" auf dem Meeresgrund sind die an der Oberfläche sichtbaren Zeugen der immerwährenden Reise des Wassers durch den Untergrund. Heute wissen wir, daß Wasser – sei es als freies Porenwasser oder als strukturell gebundenes Wasser in Mineralien – weit hinein in die Erdkruste und in Subduktionszonen sogar in den Erdmantel eindringt, und von dort auf komplizierten Pfaden wieder zur Oberfläche gelangt. Auf ihrem Weg durch die Kruste lösen die Fluide Metalle und andere Stoffe aus dem Gestein und transportieren sie über weite Distanzen; werden Metalle lokal ausgefällt, bilden sich ökonomisch wichtige Lagerstätten. Wasser verursacht oder katalysiert chemische Reaktionen in der Kruste der Erde und transportiert Wärme. Dieser gigantische Fluidkreislauf im Inneren der Erde ist von erheblicher ökonomischer und ökologischer Bedeutung. Als Beispiele sind zu nennen: die Genese einiger der größten Erzlagerstätten und die Nutzung geothermischer Energie. Neuere Erkenntnisse zeigen zudem, daß Fluidflüsse, die in die Atmosphäre gelangen, das Klima belasten und nachhaltig verändern können.

Dieser Vortrag stellt die Phänomenologie der Wasser-Gesteinswechselwirkungen an der Oberfläche und in der Kruste der Erde vor. Methodische Aspekte werden eingeführt, die es erlauben, die Spuren, die das Fluid im Gestein hinterlassen hat, Jahrmillionen später – nach dem Verschwinden der fluiden Phase – zu verfolgen und zu interpretieren. Resultate solch geowissenschaftlicher Studien haben gezeigt, daß die Fluidsysteme, die zur Lagerstättenbildung und zu großem Fluidausstoß in die Exosphäre geführt haben, über eine geologisch relativ kurze Zeitspanne (10³–10⁵ Jahre) oder über lange Zeiträume (>10⁶ Jahre) aktiv gewesen sein können.

Prof. Dr. Lukas P. Baumgartner, Professor für Mineralogie und Petrologie, lehrt seit Januar 1998 an der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz. Nach dem Studium und der Promotion (1986) an der Universität Basel (Schweiz), war er als Wissenschaftlicher Assistent (Post Doctoral Fellow) für ca. 3 Jahre an der John-Hopkins-Universität (Baltimore, USA), wo er Wasser-Gesteinswechselwirkungen experimentell, theoretisch und auch an fossilen geologischen Systemen untersuchte. Nach einem einjährigen Aufenthalt als Assistent an der Universität Basel nahm er im Januar 1990 die Stelle eines "Assistant Professors" an der University of Wisconsin (USA) an. Dort wurde er 1996 zum "Associate Professor" befördert. Sein Schwerpunkt in der Lehre und Forschung ist die Metamorphose von Gesteinen unter Einwirkung von Druck, Temperatur und fluider Phase.

Literatur zum Thema: Einführung: Understanding Earth (Kapitel 23, 24), Press und Siever, 1998.

Nächster Vortrag in dieser Reihe:

PD Dr. Dieter F. Mertz (Mainz)
Die zeitliche Erfassung erdgeschichtelicher Prozesse mittels moderner Analytik am Beispiel des Kalium-Argon-Systems
Dienstag, 21. Dezember 1999, 18.15 Uhr, N 2 (Muschel)