Untersuchungen zur Gaschemie und Anwendbarkeit isotopischer Geothermometrie an hydrothermalen Systemen des mittelatlantischen Rückens

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, welche Parameter die Anwendbarkeit der Geothermometer für Wasserstoff, im System Wasserstoff/ Methan/ Wasser, und Kohlenstoff, im System Methan/ Kohlendioxid, bestimmen. Dazu wurden die Hydrothermalsysteme Turtle Pits, Red Lion, Comfortless Cove, Wideawake, Lilliput, Nibelungen und Logatchev untersucht. Analysen der Wassersäule zeigten hydrothermale Prägung, wie erhöhte Konzentration von Wasserstoff und Methan, sowie eine erhöhte Trübe des Seewassers bei schwarzen Rauchern. Diese Untersuchungen führten auch zur Entdeckung des südlichsten bekannten Hydrothermalfeldes im Atlantik, dem Lilliputfeld. Es wurden Messungen der Konzentration und der Isotopensignatur von Wasserstoff und Methan durchgeführt. Die Hydrothermalsysteme wurden zusätzlich mit Hilfe von weiteren fluidchemischen Daten und geologischen Eigenschaften der Quellen charakterisiert. Aus den Isotopendaten konnte mit Hilfe der Gleichung für die isotopische Gleichgewichtsfraktionierung eine apparente Isotopentemperatur berechnet werden. Es wurde untersucht inwieweit diese apparente Temperatur den realen Temperaturen in den Hydrothermalsystemen entspricht. Beim Wasserstoffthermometer konnte eine gute Vereinbarkeit mit der Austrittstemperatur fokussierter Quellen festgestellt werden. Für diffuse Quellen gilt dies jedoch nicht, da bei diesen häufg eine Vermischung mit Seewasser unterhalb des Meeresbodens stattfindet ...