Brink: Kosmische Würfelspiele und die Entwicklung der Erde

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Neue Aspekte und Denkansätze aus den Geowissenschaften

Unsere Erde, die um die Sonne kreist und vom Mond umrundet wird, muste sich unter einem Asteroidenbombardement entwickeln – mit entscheidendem Einfluss auf das Leben. Und in der Tiefe der Erde spielten sich Prozesse ab, die uns heute Erdöl und Erdgas bescheren. 
 
Erdölfelder und Asteroidimpaktkrater, Prozesse in der Natur, die Entwicklung des Lebens, das natürliche Sein und Werden auf unserem Blauen Planeten haben eines gemein: Sie folgen den gleichen Regeln, den Regeln eines Würfelspiels. 
 
Zeitliche Abfolgen und räumliche Verteilung einzelner erdbezogener Systeme grafisch dargestellt und naturwissenschaftlich analysiert führen in diesem Buch zu Schlussfolgerungen, die überraschen werden, können sie doch persönliche Weltanschauungen verändern und Antworten auf tief greifende Fragen nach dem Sinn des Lebens fundamental beeinflussen.
 
Ein Buch nicht nur für Geo- und Geisteswissenschaftler, Geografielehrer, Beschäftigte der Erdölindustrie, sondern für jeden Leser, der an Natur- und Geisteswissenschaften, an innovativen Gedanken und neuen, spannenden Erkenntnissen interessiert ist.

Unsere Erde, die um die Sonne kreist und vom Mond umrundet wird, muste sich unter einem Asteroidenbombardement entwickeln – mit entscheidendem Einfluss auf das Leben. Und in der Tiefe der Erde spielten sich Prozesse ab, die uns heute Erdöl und Erdgas bescheren. 

Erdölfelder und Asteroidimpaktkrater, Prozesse in der Natur, die Entwicklung des Lebens, das natürliche Sein und Werden auf unserem Blauen Planeten haben eines gemein: Sie folgen den gleichen Regeln, den Regeln eines Würfelspiels. 

Zeitliche Abfolgen und räumliche Verteilung einzelner erdbezogener Systeme grafisch dargestellt und naturwissenschaftlich analysiert führen in diesem Buch zu Schlussfolgerungen, die überraschen werden, können sie doch persönliche Weltanschauungen verändern und Antworten auf tief greifende Fragen nach dem Sinn des Lebens fundamental beeinflussen.

Ein Buch nicht nur für Geo- und Geisteswissenschaftler, Geografielehrer, Beschäftigte der Erdölindustrie, sondern für jeden Leser, der an Natur- und Geisteswissenschaften, an innovativen Gedanken und neuen, spannenden Erkenntnissen interessiert ist.

 

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Dr. rer. nat. Heinz-Jürgen Brink, Jahrgang 1950, war nach seinem Geophysikstudium in Kiel als Explorations-Teamleiter, Chefinterpreter, Referatsleiter, Technischer Experte sowie als Senior Explorationist für namhafte Konzerne weltweit tätig. Heute ist der Verfasser und Mitverfasser von über 40 wissenschaftlichen Publikationen als Lehrbeauftragter an einigen deutschen Universitäten sowie als geowissenschaftlicher Consultant für die europäische Erdöl- und Erdgasindustrie tätig.

 

Titelbild zum Download (300 dpi)

Leseprobe:

 

Geleitwort

 

Wir leben auf der Erde und sind uns dessen nur oberflächlich bewusst, und wir wissen sehr wenig über sie. Sie langweilt uns sogar, sie ist ja so selbstverständlich. Oder wir engagieren uns für die Umwelt und merken nicht, dass wir viel weiter und tiefer denken müssen als an unsere direkte Umgebung. Im Geografieunterricht haben wir fast nichts darüber gelernt. Aber wir klagen über steigende Kraftstoffpreise und schimpfen über Ölkonzerne und Energieversorger und vergessen, dass es um ERD-Öl und irdische Rohstoffe geht.

Was uns fehlt, ist ein Grundverständnis von Zusammenhängen zwischen Erdöl und Erdgeschichte, Energie und Konsum, Land und Meer, Vulkanen und Erdbeben und Zeit und Strukturen, Leben und Tod ... Wissenschaftler und Spezialisten schüchtern uns ein, statt uns zu selbstständigem Denken anzuregen. Sie beschränken sich meist – aus guten Gründen – auf belegbare „Fakten“ und vermeiden Spekulationen. Die Medien andererseits berichten über geologische Ereignisse, aber ohne Grundverständnis oder ein Gesamtbild zu vermitteln. Der Autor versucht, unsere Blockierungen aufzubrechen und zum Spielen mit Ideen anzuregen. Dabei verwendet er auch etwas Mathematik, aber es lohnt sich, die Einführungen gründlicher zu lesen, um z. B. die zentrale Rolle der „Lognormalverteilungen“ und des Würfelns („Monte Carlo Analyse multiplikativer Systeme“) zu verstehen.

Der Geophysiker und Erdölgeologe Heinz-Jürgen Brink erzählt von Aspekten, die Laien und Fachleute überraschen werden: Zufallsverteilungen in der Natur, Würfeln, Glücksspiele, Mensch und System, Gott, Hiob, globale Geodynamik, Einschläge kosmischer Körper, Entstehung des Lebens ... Von einem Erdölgeologen erwartet man das nicht. Philosophisches Nachdenken? Jedoch sind es gerade seine Kenntnisse über Lagerstätten, Exploration, Gewinn und Risiko, welche die Grenzen sprengen. Lagerstätten treten nicht irgendwo und irgendwann auf, sondern hängen mit der Geschichte der dynamischen Erde zusammen. Und sie ist in der Tat viel spannender, als die meisten denken. Heinz-Jürgen Brink versucht nicht, mit letzten wissenschaftlichen „Fakten“ zu belehren, sondern vermittelt das Gefühl von Herausforderungen, Unsicherheiten und Unwägbarkeiten der Natur, eben vom Würfelspiel wie im wirklichen Leben.

Wie wir von Würfelspiel zu Vernunft, Zufallsverteilungen, zur Frage nach Gott und Mensch kommen, wird hier nicht verraten, aber es sei erwähnt, dass der Bezug zu Gold und Edelsteinen bis zur Weisheit durchaus schon zu biblischen Zeiten gesehen wurde. Ich hatte als Jugendlicher mal die Bibel durchgelesen, aber die Ausführungen im Buche Hiob über Bodenschätze hatte ich inzwischen vergessen.

 

Die Überlegungen über Zufall und Würfeln führen zur globalen Geodynamik und zu einer recht umfassenden Einführung in die Erdgeschichte, mit der sich Geologen seit Langem befassen. Hier macht die lückenhafte Datensituation Schlussfolgerungen wissenschaftlich meist schwierig und fordert zu Spekulation heraus. Aufgrund von Zufallsverteilungen kann man aber plausible Zusammenhänge zwischen Impakten (kosmischen Einschlägen), Mantel-Plumes, riesigen Flutbasaltprovinzen, Sedimentbecken, Entstehung des Lebens ... diskutieren. – Schon von Mantel-Plumes gehört? Federbüschen auf Ritterhelmen? Rauchsäulen? Es sind heiße Aufströmungen, „Konvektionssäulen“ im etwa 3000 km dicken Erdmantel. Man kann fragen, ob große kosmische Einschläge Strömungen im ganzen Mantel auslösen können, mit allen Folgen, welche die meisten Geologen heute den Mantel-Plumes zuschreiben. Auch ich befasse mich mit einem Plume, dem Island-Plume, der teilweise nachgewiesen aber im Ganzen immer noch umstritten ist. Es ist ein faszinierendes Thema, und Brinks Ideen und Überlegungen sind auch für mich wichtig.

Ich wünsche dem Buch eine interessierte Leserschaft, die nicht einfach „glaubt“, sich jedoch zu kritischer Prüfung und zu Weiterdenken anregen lässt. Ein weiter Bogen überspannt aktuelle Forschungsdiskussionen. Die Erde, auf der wir leben, ist ein spannendes Feld. Manche der aufgeworfenen Fragen können zum Beispiel modelliert werden. Die angedeuteten (zitierten) komplexen Beziehungen können systematisch überprüft werden, allerdings nicht nur so nebenbei, jedoch durch den vorliegenden Leitfaden erleichtert.

Ich schließe mit einem Zitat aus den Schlussfolgerungen:

„Prozesse auf der Erde wie die Bildung von Systemen von Erdöl- und Erdgasfeldern sind wie in einem Kasino den Würfeln der Natur überantwortet und werden dabei unsichtbar gesteuert von einer Auswahl der Regeln des Spiels, die man als Naturgesetze versteht. Die Komplexität eines Systems bzw. die Differenziertheit seiner ‚Mitglieder’, die in anthropogenen Systemen u. a. denkende, selbstreflektierende, rückkopplungsfähige, streitbare und ehrgeizige auf Rangfolgeänderung bedachte Individuen sind, wird dabei bestimmt durch die Anzahl der einwirkenden Parameter. Wie beim Würfelspiel sind auch in der Exploration nach Erdöl und Erdgas Glück und Pech, Zufall und Notwendigkeit, Vergangenes und Zukünftiges unlösbar miteinander verbunden, sowohl auf wissenschaftlicher und wirtschaftlicher wie auf individueller und gemeinschaftlicher Ebene“.

                                                                                                                                             Prof. Dr. Wolfgang Jacoby

                Mainz, im August 2011

1.Einleitung

 

Ist das Ziel das Ziel oder ist der Weg zum Ziel das Ziel oder gilt irgendwie beides? Wie fälle ich meine Entscheidungen optimal, oder anders herum, wie kann ich den Anteil meiner Fehlentscheidungen minimieren? Vor diesen Fragen stehen viele Menschen, besonders auch diejenigen, die sich professionell mit Risiken, Wahrscheinlichkeiten, hohen Gewinnen oder Verlusten sowie mit den Unberechenbarkeiten der Natur auseinandersetzen müssen. Rohstoffe, die ein Rückgrat der menschlichen Zivilisation bilden, und die Suche nach ihnen symbolisieren diese fünf Begriffe hervorragend und stellen die Explorateure vor immer neue und aufregende Aufgaben, an der sie jederzeit scheitern können, die sie im Erfolgsfall aber auch tragen und Genugtuung versprechen.

Das gilt sicherlich auch für die Geophysiker und Geologen der internationalen Erdöl- und Erdgasindustrie. Fehlentscheidungen, seien sie einfach nur Pech oder von menschlichen Schwächen wie Inkompetenz, Arroganz oder Ignoranz verursacht, weil man vielleicht zu frühzeitig meinte, schon alles Erforderliche zu wissen, haben für die eine oder andere Firma schon riesige Verluste, wenn nicht sogar das generelle Aus bedeutet. Hinzu kommen noch die vielen ungelösten Rätsel, die im Untergrund der Erde verborgen sind und fast jedes explorative Bohrprojekt zu einem Vabanquespiel machen können. Zur Enträtselung des Untergrundes und damit der Schaffung einer besseren Entscheidungsgrundlage für die nach Erdöl und Erdgas explorierenden Firmen ist eine umfangreiche geowissenschaftliche Vorbereitung eine notwendige Voraussetzung. Je komplizierter der Untergrund ist, je mehr Rätsel er verbirgt, umso mehr muss geophysikalisch und geologisch vorgearbeitet werden, was natürlich Kosten für Erkundung und Personal hochtreibt. Bei den Versuchen anfallende geowissenschaftliche Daten, die der Rätsellösung dienen sollen, werden nach den ersten Interpretationen und Entscheidungsfindungen in endlosen Archiven gespeichert und zusätzlich für Computeranwendungen aufbereitet, sodass sie von den Wissenschaftlern der Erdölindustrie jederzeit wieder abgerufen, neu analysiert und re-interpretiert werden können. Global operierende Unternehmen sind dabei im Vorteil, da ihre Datenbasis die gesamte Erde umfasst, inklusive der, die von Universitäten und Forschungsinstitutionen weltweit umfangreich veröffentlicht werden. Sie können damit einen genaueren Einblick gewinnen, auf welche geophysikalischen und geologischen Beobachtungen unbedingt zu achten ist, will man für geplante Projekte Risiken möglichst reduzieren und Erfolgswahrscheinlichkeiten erhöhen. Zusätzlich gewinnen sie Erkenntnisse darüber, was die Entwicklung der Erde im Allgemeinen antreibt und wie Prozesse in der Natur ablaufen oder abgelaufen sind. Diesem Themenkomplex wird sich die vorliegende Arbeit widmen und ihm eine naturphilosophische Komponente, und wer will, auch eine göttliche Sinngebung vermitteln. Die Arbeit wurde in zwei Hauptteile untergliedert, jedes mit eigenem Literaturverzeichnis. Der erste Hauptteil befasst sich mit (1) der Erdöl- und Erdgasexploration als eine wichtige Quelle geowissenschaftlicher Erkenntnis, (2) geodynamischen Würfelspielen sowie (3) deren naturphilosophische Deutung unter anderem anhand eines räumlich eng eingegrenzten Beispiels im Norddeutschen Becken, der Grafschaft Bentheim. Die Identifizierung mit einer kleinen Region soll helfen, die abstrakten Analysen in eine allgemein vertrautere und zugänglichere Ebene zu projizieren. Im zweiten Hauptteil wird versucht, (1) Impakte kosmischer Asteroiden auf der Erde, deren Größenverteilung ebenfalls dem Wirken eines Würfelspiels zugeordnet werden kann und deren potenzielle Auswirkung auf die globale geodynamische Entwicklung bedeutend zu sein scheint, sowie (2) die Entstehung des irdischen Lebens in einem Ursachen- und Wirkungszusammenhang miteinander zu verknüpfen. Der Tod, der jedem Leben wieder ein Ende setzt, ist Voraussetzung dafür, dass abgestorbenes Leben durch eine nachfolgende Deponierung und Diagenese eine Nachnutzung in Form von Erdöl, Erdgas und Kohle für spätere Generationen von Leben (von Mikroorganismen z. B. im Golf von Mexiko bis hin zum Menschen) ermöglicht. So schließt sich der Kreis. In den Schlussfolgerungen werden die Erkenntnisse aus den zwei Hauptkapiteln gemeinsam betrachtet und analysiert, was zu naturphilosophischen Fragen über Sein, Werden und Sinn des Lebens auf der Erde führt. Ein Glossar am Ende des Buches soll dazu dienen, der Fachsprache durch einige wesentliche Begriffserklärungen etwas von ihrer Unnahbarkeit zu nehmen. Der kolorierte Holzschnitt eines „Explorateurs“ nach Camille Flammarion gleich zu Anfang und die Fotos und künstlerischen Abbildungen A bis H von Jacob van Ruisdael, Heino Lübben u. a. wirken neben den abstrakten Grafiken in diesem Buch hoffentlich auflockernd und anregend zugleich.

 

2.Die Grafschaft Bentheim: Erdöl und Erdgas, Ordnung schaffende Würfelspiele und naturwissenschaftlich – göttliche Sinngebung

 

2.1Einleitung

 

Speziell der heimatverbundene Mensch liebt die Landschaft, in der er aufwächst, auch wenn er weiß oder ahnt, dass sie im Vergleich zu anderen möglicherweise eher herb als grandios ist. Dies gilt sicherlich auch für die Grafschaft Bentheim und ihre Bewohner, den Verfasser eingeschlossen, der dort geboren wurde und in den Fünfziger- und Sechzigerjahren des Zwanzigsten Jahrhunderts bis zum Ende seiner Schulzeit, die er am Gymnasium Nordhorn beendete, aufwuchs. Die Landschaft der Grafschaft Bentheim beiderseits des Mittellaufs der Vechte, von Topografie (Abb. 2.1), Vegetation, Gewässer, Boden und Geologie wechselwirksam geprägt und erst seit historischer Zeit durch den Menschen verändert und durch den Bau der Burg Bentheim ca. 1020 n. Chr. (Abb. A) und die Anlage des Dorfes Uelsen schon seit der Bronzezeit (Abb. B) zeitlos gekrönt (beide im Bereich isolierter topografischer Hochgebiete gelegen, Bentheim auf der südlichen Hochlage in der Obergrafschaft, Uelsen auf der westlichen in der Niedergrafschaft), repräsentiert als Oberfläche nur den gegenwärtigen Zustand einer langen Kette von Entwicklungen, die ihren Ursprung in vergangenen geologischen Zeiträumen hat. Hinweise auf diese Entwicklung sind über viele Tiefenkilometer im Untergrund der Grafschaft verborgen und reichen mindestens 360 Millionen Jahre (Abk.: 360 Ma) zurück (Abb. 2.2, Tab. I).

 

 

In dieser Zeit ist das Gebiet der heutigen Grafschaft im Verbund mit den Nachbarregionen aus Äquatornähe via Kontinentaldrift in die heutigen Breiten verschoben worden und hat dabei ein bis zwei lang andauernde Meeresspiegelanstiege von ca. 200 m, in den durchwanderten Klimazonen unterschiedlichste sedimentäre und erosive Rahmenbedingungen sowie mehrere geotektonische Phasen miterlebt. Ergebnisse dieser Entwicklung werden unter anderem durch die über mehrere geologische Stockwerke komplex verteilten Erdöl- und Erdgasfelder vor allem in der Niedergrafschaft (Abb.2.3) charakterisiert, die zu den größeren Kohlenwasserstoffsystemen Niedersachsens gehören. Der wesentliche Teil des Erdöls wird aus dem im Untergrund weit verbreiteten porösen Unterkreide-Sandstein gefördert, aus dem auch die Burg Bentheim errichtet wurde. Die Komplexität der kleinräumigen Verteilung scheint im Vergleich zum restlichen Niedersachsen in der Grafschaft sehr hoch zu sein (Erdöl in Speichergesteinen der Unterkreide und des Malms, Erdgas in denen des Karbons, des Perms und der Trias), was aber in einer global-abstrakten Betrachtung einer Konzentration auf eben dieses geografische Beispiel nicht widersprechen dürfte. Der Landkreis nimmt damit in Norddeutschland eine Sonderrolle ein, an die, allgemein gesprochen, seine Bürger durchaus gewöhnt zu sein scheinen.

 

 

Diese Komplexität und seine Deutung ist das zentrale Thema des vorliegenden Kapitels, das sich in einigen Teilen eng an eine frühere Arbeit des Verfassers anlehnt (Brink 2009b). Dazu wird notwendigerweise weit ausgeholt, werden Erdölexploration, die Varusschlacht, Würfelspiele, Lognormalverteilungen, Monte-Carlo Analysen, Entstehung der Erde, Evolution des Lebens, Ordnung und Organisation, Entstehung und Füllung sowie Modifikation von Sedimentbecken, Erdöl- und Erdgassysteme, Geophysik, der Mensch und seine Fragen zu einem persönlichen Gott sowie alttestamentliche Aussagen Hiobs zur Rohstoffsuche in einer integrativen Art und Weise teilweise fachsprachig bemüht und wird immer wieder versucht, die Grafschaft in den Kontext der Thematik einzubinden. Der Schlusssatz wird dann mit den Worten Caesars lauten: „Alea iacta est!“ Auch in der Grafschaft Bentheim.

 

 

2.2Ursprung Erdölexploration

 

Woher wissen wir, was in den vielen Millionen Jahren vor unserer Zeitrechnung in der Grafschaft passiert ist? Die Antworten dazu haben die geologischen und geophysikalischen Aufschlussmethoden im Rahmen der Erdöl- und Erdgassuche geliefert. Unglücklicherweise hatte diese Suche 1957 zu einem spektakulären Erdölausbruch in der Niedergrafschaft geführt, der aber nach kurzer Zeit unter Kontrolle gebracht werden konnte. Ein ähnliches wesentlich größeres Desaster im Golf von Mexiko hat uns 2010 wieder anschaulich die Augen dafür geöffnet, dass auch heute noch die Förderung von Erdöl ein ‚schmutziges’ Geschäft sein kann. Die Naturwissenschaftler, Ingenieure und Techniker von British Petroleum und Halliburton muss es außerordentlich schmerzen, dass ihre Firmen eine große Umweltkatastrophe zu verantworten haben. Auch mancher nachdenkliche Tankstellenkunde wird sich sicherlich gefragt haben, ob sein Drang nach Bewegungsfreiheit und der damit verbundenen Schaffung eines Marktes für Erdölprodukte nicht ein klein wenig mitschuldig geworden ist. Dabei ist das Leck im Golf nicht die einzige ölbedingte Sünde, die unseren Planeten beutelt. Tankerhavarien, Abgase und CO2-Ausstoß sowie terroristische Attacken und kriegerische Einsätze gegen Erdölinstallationen gehören ebenfalls dazu. Im Vergleich zu dem Segen allerdings, den das Erdöl den Menschen bringt, scheinen diese Sünden für die überwiegende Mehrheit der Bürger marginal und müssen eben in einer multipolaren Welt schweren Herzens erduldet werden, wenn sie wohl zu lindern, aber eben nicht zu verhindern sind.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

©2011-2020

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