Im frühen Proterozoikum – vor etwa 2,4 Milliarden Jahren – begann durch photosynthetisch aktive Mikroorganismen (Cyanobakterien) die Produktion von Sauerstoff. Diese Sauerstoffanreicherung in der Atmosphäre und den Ozeanen gehört zu den bedeutendsten Ereignissen in der Erdgeschichte. Das internationale und interdisziplinäre Projekt GOE-DEEP (Gabon and Oxygenation of Earth – Drilling Early Earth Project) hat sich zum Ziel gesetzt, diese wichtigen Ereignisse besser zu verstehen und in den Kontext der Erdgeschichte vor über zwei Milliarden Jahren einzuordnen.

Im Rahmen einer Bohrkampagne des ICDP (International Continental Scientific Drilling Program) werden elf Bohrkerne aus dem Franceville-Becken in Gabun, Zentralafrika, gewonnen. Dieses Gebiet gilt weltweit als eines der am besten erhaltenen Archive für Sedimentgesteine aus dieser Zeit. Die gewonnenen Kerne sollen eine neue Wissensbasis in den Bereichen Sedimentologie, Paläontologie, Geochronologie und Geochemie – und damit über die Erdgeschichte und Evolution schaffen.

Forschende am LIAG interpretieren die Bohrlochdaten

Das LIAG übernimmt dabei zunächst die Auswertung und Interpretation geophysikalischer Bohrlochmessungen. Diese werden benutzt um ein stratigraphisches Modell des Franceville-Beckens zu erstellen und die erbohrten Sedimente chronologisch besser einordnen zu können. Neben Messungen, die die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Sedimente erfassen, kommen auch Verfahren zum Einsatz, die mögliche Grundwasserleiter im Untergrund aufspüren.

Zur Ergänzung dieser Arbeiten wird ein detailliertes petrophysikalisches Untersuchungsprogramm durchgeführt. Ziel ist es, die Porosität, Permeabilität und Gesteinsdichte der erbohrten Sedimente systematisch zu erfassen, um ein integratives Verständnis ihrer hydrogeologischen und sedimentologischen Eigenschaften zu ermöglichen. Darüber hinaus sollen auch komplexe elektrische Eigenschaften der Sedimente, wie etwa die frequenzabhängigen Leitfähigkeiten und das Polarisationsverhalten, erfasst werden. In Kombination mit den geochemischen und geophysikalischen Bohrlochdaten könnten sie neue, hochauflösende Einblicke in die diagenetischen Prozesse und die Sauerstoffverfügbarkeit während der frühen Erdgeschichte ermöglichen.

Die Arbeiten des LIAG werden dazu beitragen, Unsicherheiten bei der Interpretation der geochemischen Signale zu verringern und die ursprünglichen Umweltbedingungen in dieser wichtigen Phase der Erdgeschichte noch genauer zu rekonstruieren.