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Erdöl entstand aus abgestorbenen Organismen, lagerte
Millionen Jahre tief unter der Erde und irgendwann werden diese Vorräte
aufgebraucht sein. So oder ähnlich kennen die meisten von uns die
Geschichte vom Erdöl. Doch aktuelle Tiefbohrungen, moderne
Hochdruckexperimente und Beobachtungen an bestehenden Ölfeldern zeigen
inzwischen ein wesentlich komplexeres Bild. Kohlenwasserstoffe können
auch ohne biologisches Ausgangsmaterial entstehen – und in mehr als zehn
Kilometern Tiefe finden Forscher aktive Petroleum-Systeme dort, wo man
sie lange kaum für möglich gehalten hätte.
Die spannende Frage lautet deshalb: Müssen wir unsere Vorstellung von
der Entstehung und vor allem von der Endlichkeit des Erdöls
überdenken?
Erdöl –
wirklich nur ein Produkt vergangenen Lebens?
Die heute vorherrschende geologische Erklärung geht davon aus, dass
der überwiegende Teil unserer kommerziellen Erdölvorkommen letztlich
organischen Ursprungs ist.
Vor allem Plankton, Algen und Mikroorganismen lagerten sich zusammen
mit Sedimenten ab. Unter Sauerstoffabschluss, zunehmendem Druck und
steigender Temperatur wurde daraus zunächst organisches Material
beziehungsweise Kerogen und schließlich Erdöl und Erdgas.
Das ist übrigens etwas anderes als die populäre Geschichte vom
„Dinosaurier im Tank“. Dinosaurier spielen bei der Entstehung unserer
Erdölvorkommen praktisch keine Rolle.
Die moderne Erdölgeologie besitzt für die organische Herkunft
zahlreiche Indizien. Dazu gehören Kohlenstoffisotope sowie sogenannte
Biomarker wie Sterane und Hopane. Mit ihnen lassen sich unterschiedliche
Erdöle teilweise bestimmten organischen Ausgangsmaterialien und
Muttergesteinen zuordnen.
Damit scheint die Sache zunächst eindeutig.
Doch sie ist komplizierter.
Kohlenwasserstoffe
brauchen grundsätzlich kein Leben
Heute steht fest, dass Kohlenwasserstoffe auch abiotisch
entstehen können.
Das bedeutet: Für die grundsätzliche Bildung von Methan und anderen
Kohlenwasserstoffen werden weder Pflanzen noch Tiere noch
Mikroorganismen zwingend als Ausgangsmaterial benötigt.
Unter den hohen Drücken und Temperaturen im Erdinneren können
chemische Reaktionen stattfinden, bei denen aus anorganischen
Kohlenstoff- und Wasserstoffquellen Kohlenwasserstoffe entstehen.
Damit ist eine wichtige Grundannahme widerlegt, die in populären
Darstellungen noch immer häufig zu hören ist:
Nicht jeder Kohlenwasserstoff muss zwangsläufig das
Endprodukt ehemaligen Lebens sein.
Die entscheidende wissenschaftliche Auseinandersetzung dreht sich
deshalb heute weniger darum, ob abiogene
Kohlenwasserstoffe existieren.
Die interessante Frage lautet vielmehr:
Welche Mengen entstehen im Erdinneren – und welchen Anteil
haben diese Prozesse an den großen Erdöl- und Erdgaslagerstätten, die
wir wirtschaftlich nutzen?
China bohrt in eine neue
Welt
Besonders interessant sind deshalb die aktuellen chinesischen
Ultratiefbohrungen.
Die Bohrung XA-1 im Junggar-Becken erreichte eine
tatsächliche vertikale Tiefe von 11.156 Metern. Damit
handelt es sich nach Angaben der beteiligten Wissenschaftler um die
tiefste überwiegend vertikale Bohrung innerhalb eines
Sedimentbeckens.
Und dort unten ist geologisch keineswegs Ruhe.
Bei etwa 9.975 Metern Tiefe traf die Bohrung auf
einen Hochdruck-Gaseinbruch. Unterhalb von zehn Kilometern wurden
weiterhin aktive Fluide und stark voneinander abgegrenzte
Überdrucksysteme festgestellt.
Die Ergebnisse wurden im August 2026 wissenschaftlich veröffentlicht.
Sie zeigen, dass selbst unterhalb von zehn Kilometern komplexe und
aktive Fluid-Systeme existieren.
Noch bemerkenswerter ist eine weitere Veröffentlichung über dieselbe
Bohrung.
Die Forscher berichten von ölähnlichem organischem Material
in 11.156 Metern Tiefe, obwohl dort Bedingungen herrschen, die
deutlich jenseits dessen liegen, was lange als klassische thermische
Grenze flüssiger Kohlenwasserstoffe betrachtet wurde.
Die
vermeintliche „Todeslinie“ des Erdöls wackelt
Lange spielte bei der Suche nach Erdöl eine Temperaturgrenze von
ungefähr 160 bis 200 Grad Celsius eine wichtige
Rolle.
Oberhalb dieses Bereiches sollte flüssiges Erdöl zunehmend thermisch
zerfallen und schließlich vorwiegend Gas und kohlenstoffreiche
Rückstände übrig bleiben.
Doch die chinesischen Beobachtungen zeigen, dass diese Vorstellung zu
einfach ist.
Offenbar entscheidet nicht die Temperatur allein über die Stabilität
komplexer Kohlenwasserstoffe.
Druck, geologische Geschichte und insbesondere die Dauer der
thermischen Belastung spielen ebenfalls eine entscheidende
Rolle.
Auch die chinesische SDTK-1-Bohrung im Tarim-Becken liefert dazu
interessante Ergebnisse. Sie erreichte 10.910 Meter und
durchteufte ein weiterhin aktives Kohlenwasserstoffsystem. Die Forscher
dokumentierten dort den Übergang von flüssigen beziehungsweise feuchten
Kohlenwasserstoffsystemen hin zu zunehmend methanreichem Gas.
Eine aktuelle Übersicht in Communications Earth &
Environment fasst die Entwicklung bemerkenswert zusammen: Die
chinesischen Bohrungen SDTK-1 und X-1/XA-1 haben
Kohlenwasserstoffvorkommen unter extremen Tiefenbedingungen bestätigt
und zeigen, dass die tiefe Erdkruste wesentlich dynamischer und
ressourcenreicher sein kann als lange angenommen.
Das bedeutet allerdings ausdrücklich nicht, dass
China damit abiogenes Erdöl nachgewiesen hätte.
Beide Bohrungen befinden sich in Sedimentbecken. Die dort gefundenen
Kohlenwasserstoffe können daher grundsätzlich weiterhin aus tief
versenktem organischem Material entstanden sein.
Aber sie verschieben die bisher angenommene Grenze möglicher
Petroleum-Systeme erheblich nach unten.
Leben tief unter der Erde
Eine weitere Entdeckung hat ebenfalls unsere Vorstellung verändert:
Erdöllagerstätten sind keineswegs sterile Behälter.
In ihnen existieren teilweise komplexe mikrobielle
Lebensgemeinschaften.
Bakterien und Archaeen können unter Bedingungen existieren, die man
früher kaum mit Leben in Verbindung gebracht hätte. Diese Organismen
können vorhandene Kohlenwasserstoffe abbauen und die chemische
Zusammensetzung eines Erdöls erheblich verändern.
Das macht auch die Interpretation sogenannter Biosignaturen
komplizierter.
Eine biologische Signatur im Erdöl bedeutet nicht automatisch, dass
jeder darin enthaltene Kohlenwasserstoff unmittelbar biologisch
entstanden sein muss.
Umgekehrt wäre es allerdings ebenfalls falsch, sämtliche Biomarker
einfach als nachträgliche Verunreinigung durch Mikroorganismen abzutun.
Die moderne organische Geochemie kann anhand komplexer Biomarker- und
Isotopenmuster Öle häufig bestimmten Muttergesteinen beziehungsweise
Ölfamilien zuordnen.
Gerade diese Frage ist deshalb für die Theorie einer tiefen abiogenen
Erdölentstehung von enormer Bedeutung.
Könnte
tief entstandenes Erdöl auf dem Weg nach oben biologisch „geprägt“
werden?
Theoretisch wäre folgendes Szenario denkbar:
In großer Tiefe entstehen zunächst abiogene Kohlenwasserstoffe.
Diese steigen über Bruch- und Störungssysteme nach oben, durchqueren
dabei sedimentäre Gesteinsschichten, vermischen sich mit bereits
vorhandenen Kohlenwasserstoffen und kommen mit organischem Material und
Mikroorganismen in Kontakt.
Das später geförderte Erdöl könnte dann sowohl eine tiefe abiogene
Komponente als auch eine biologische Signatur besitzen.
Chemisch ist ein solches Mischsystem nicht grundsätzlich
ausgeschlossen.
Nachgewiesen ist damit allerdings noch nicht, dass unsere
großen kommerziellen Erdöllagerstätten tatsächlich auf diese Weise
entstanden sind.
Und genau hier muss man sauber zwischen interessanter Hypothese und
Beweis unterscheiden.
Das Rätsel von Eugene Island
Ein besonders interessantes Beispiel liegt vor der Küste Louisianas
im Golf von Mexiko.
Das Ölfeld Eugene Island Block 330 wurde berühmt,
weil Forscher dort Veränderungen der Reservoirfluide innerhalb
erstaunlich kurzer Zeiträume beobachteten.
Wissenschaftliche Untersuchungen konnten tatsächlich zeigen, dass
sich die Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffe in einzelnen Bohrungen
innerhalb von weniger als fünf Jahren messbar veränderte.
Die Forscher bezeichneten das als „dynamic fluid injection“
beziehungsweise „active migration“.
Mit anderen Worten:
In bestehende Lagerstätten wandern noch heute neue
Kohlenwasserstoffe ein.
Auch numerische Untersuchungen unterstützen die Vorstellung einer
episodischen Migration aus tieferen, stark unter Druck stehenden
Sedimenten über Störungssysteme in höher gelegene Reservoirs.
Besonders interessant: Die Reife bestimmter Gase deutet auf eine
Herkunft aus Tiefen von ungefähr 20.000 Fuß – gut sechs
Kilometern – oder sogar darunter hin.
Das berühmte „sich wieder auffüllende Ölfeld“ ist also keineswegs
reine Legende.
Ein gegenwärtiger Zustrom von Kohlenwasserstoffen ist
wissenschaftlich dokumentiert.
Was Eugene Island dagegen bislang nicht beweist, ist die
abiogene Neuentstehung dieser Kohlenwasserstoffe.
Die untersuchten Öle werden geochemisch einer gemeinsamen Ölfamilie
zugeordnet. Das konventionelle Modell erklärt den Nachstrom deshalb mit
Kohlenwasserstoffen aus tieferen Muttergesteinen, die entlang von
Störungen nach oben wandern.
Damit wissen wir, dass Kohlenwasserstoffe
nachströmen.
Noch nicht abschließend beantwortet ist damit die wesentlich größere
Frage, wo der Kohlenstoff ursprünglich herkommt.
Hans-Joachim
Zillmer: Irrtum oder seiner Zeit voraus?
Genau an dieser Stelle wird es interessant, sich die Thesen des
deutschen Sachbuchautors Hans-Joachim Zillmer noch
einmal anzusehen.
In seinem Buch Der Energie-Irrtum vertritt Zillmer eine
wesentlich radikalere Position.
Nach seiner Auffassung ist die Entstehung von Erdöl und Erdgas nicht
primär an ehemalige Biomasse gebunden. Kohlenwasserstoffe würden
vielmehr aus tieferen Erdschichten nachgeliefert. Daraus folgert er
schließlich einen praktisch unerschöpflichen Nachschub an Erdöl und
Erdgas.
Aus heutiger Sicht muss man diese Aussagen differenziert
betrachten.
Einige Grundlagen seiner Argumentation erscheinen heute wesentlich
weniger exotisch als noch vor einigen Jahrzehnten:
Abiogene Kohlenwasserstoffbildung existiert.
Tiefe Erdschichten enthalten Fluide und
Kohlenwasserstoffe.
Kohlenwasserstoffe können entlang geologischer Störungen über
Kilometer hinweg aufsteigen.
Bestehende Erdöllagerstätten können auch heute noch mit
Kohlenwasserstoffen gespeist werden.
Das alles ist mittlerweile wissenschaftlich gut begründbar.
Der entscheidende Sprung in Zillmers Argumentation ist jedoch die
Schlussfolgerung:
Daraus folgt nicht automatisch ein praktisch unerschöpflicher
Erdölvorrat.
Ist Erdöl also doch
unendlich?
Hier liegt wahrscheinlich der wichtigste Punkt der gesamten
Diskussion.
Selbst wenn ein Ölfeld kontinuierlich aus tieferen Erdschichten mit
neuen Kohlenwasserstoffen versorgt wird, muss man zwei völlig
unterschiedliche Größen betrachten:
Förderrate und Nachströmrate.
Ein einfaches Beispiel:
Werden aus einer Lagerstätte jedes Jahr 100 Millionen Barrel
gefördert, während aus der Tiefe jährlich 100.000 Barrel nachströmen,
dann regeneriert sich diese Lagerstätte tatsächlich.
Geologisch wäre das Öl also in gewisser Weise ein erneuerter
Rohstoff.
Für unsere Zivilisation wäre die Lagerstätte trotzdem praktisch
endlich.
Anders sähe es aus, wenn der natürliche Nachstrom einen erheblichen
Anteil der jährlichen Förderung erreichen würde.
Genau diese Massenbilanz fehlt bislang.
Vielleicht
haben wir bisher die falsche Frage gestellt
Die interessanteste Konsequenz der neuen Forschung lautet deshalb
möglicherweise gar nicht:
„Ist Erdöl fossil oder abiogen?“
Diese Entweder-oder-Frage könnte zu einfach sein.
Die Erde besitzt einen gewaltigen Kohlenstoffkreislauf. Kohlenstoff
wird über Subduktionszonen tief in den Planeten transportiert, im
Erdinneren chemisch umgewandelt und über Fluide, Magmen und Gase wieder
nach oben transportiert.
Gleichzeitig existiert ein biologischer Kohlenstoffkreislauf an der
Oberfläche und in Sedimenten.
Es wäre deshalb durchaus denkbar, dass natürliche
Kohlenwasserstoffsysteme mehrere Quellen und Prozesse
miteinander verbinden.
Biologisch entstandene Kohlenwasserstoffe, thermisch aus Kerogen
gebildetes Erdöl, mikrobiell produziertes Methan, abiogen erzeugte
Kohlenwasserstoffe und nachträgliche mikrobielle Veränderungen müssen
sich gegenseitig nicht ausschließen.
Die Erde hält sich schließlich nicht an die einfachen Kategorien
unserer Schulbücher.
Was jetzt den
Durchbruch bringen könnte
Besonders interessant werden deshalb zukünftige
Ultratiefbohrungen.
Der überzeugendste Nachweis wäre ein größeres Vorkommen komplexer
flüssiger Kohlenwasserstoffe in altem kristallinem
Grundgebirge, deutlich unterhalb geeigneter sedimentärer
Muttergesteine.
Könnte man gleichzeitig über Kohlenstoff-, Wasserstoff- und
Edelgasisotope einen tiefen Ursprung nachweisen und über Störungssysteme
eine Migration nach oben verfolgen, wäre das ein ausgesprochen starkes
Argument für einen relevanten abiogenen Anteil.
China zeigt inzwischen, dass Bohrungen jenseits von zehn Kilometern
technisch machbar sind und dass dort aktive Fluidsysteme existieren.
Damit können Fragen erstmals direkt untersucht werden, über die
Geologen jahrzehntelang hauptsächlich anhand indirekter Daten
diskutieren mussten.
Unser Fazit
Die Aussage „Erdöl ist nichts anderes als endlich vorhandene,
umgewandelte Biomasse“ beschreibt den heutigen Forschungsstand
zu einfach.
Ebenso voreilig wäre allerdings die gegenteilige Behauptung:
„Wir haben bewiesen, dass Erdöl ständig neu entsteht und
deshalb niemals ausgeht.“
Was wir heute tatsächlich wissen, ist spannender:
Kohlenwasserstoffe können abiogen entstehen. Die tiefe Erdkruste
enthält aktive Fluid- und Kohlenwasserstoffsysteme. Petroleum kann
offenbar unter wesentlich extremeren Druck- und Temperaturbedingungen
erhalten bleiben als lange angenommen. Und bestehende Lagerstätten
können nachweislich noch heute aus tieferen Bereichen mit
Kohlenwasserstoffen gespeist werden.
Die neuen chinesischen Tiefbohrungen bis 11.156
Meter verschieben dabei gerade die Grenzen dessen, was Geologen
für möglich hielten.
Ob dieser tiefe Kohlenstoffkreislauf aber tatsächlich große
Erdöllagerstätten erzeugt oder in relevanter Größenordnung wieder
auffüllt, ist noch nicht bewiesen.
Und genau diese Frage ist entscheidend für die vermeintliche
Endlichkeit des Erdöls.
Vielleicht werden zukünftige Tiefbohrungen zeigen, dass die
klassische Vorstellung im Wesentlichen richtig war.
Vielleicht entdecken wir aber auch, dass Erdöllagerstätten Teile
eines wesentlich größeren, dynamischen Kohlenwasserstoffsystems unseres
Planeten sind.
Die nächsten Kilometer in die Tiefe könnten darüber mehr
verraten als weitere Jahrzehnte theoretischer Diskussion.
Quellen und weiterführende
Forschung
- Liu et al. (2026): Major engineering breakthrough of Well XA-1,
the deepest ten-thousand-meter well in a global sedimentary basin,
Deep Underground Science and Engineering. - Zhu, Huang & Tan (2026): Petroleum signals from the deep
Earth: Evidence from the world’s deepest sedimentary rock borehole
(11,156 m). - Zhu, Huang & Tan (2026): Into Earth’s depths: China’s
10-kilometer well refines the ultra-deep petroleum frontier. - Communications Earth & Environment (2026):
Ultradeep drilling beyond 10 km revealing new insights into Earth
systems and resources. - Whelan et al. (2001): Short-time-scale (year) variations of
petroleum fluids from the U.S. Gulf Coast, Geochimica et
Cosmochimica Acta. - Geochemische Untersuchungen zu Eugene Island Block 330 und
gegenwärtiger Kohlenwasserstoffmigration. - Zillmer, Hans-Joachim: Der Energie-Irrtum – Darstellung der
abiogenen Erdölthese des Autors.
