Ziel des Projektes ist die Erweiterung und Optimierung des zur Vorauslegung von Niedertemperaturwärmequellen und -Übertragern für Wärmepumpen im Rahmen des Projektes future:heatpump entwickelten 'WPsource'. Die Erweiterung der zurzeit auf Microsoft Excel basierenden Anwendung ist insbesondere mit Blick auf die Aspekte: - Implementierung von weiteren Wärmespeichern und -Übertragern, - Berücksichtigung einer bivalenten Betriebsweise (z.B. Grundlast (Wärmepumpe) und Spitzenlast (Gaskessel)), - Erweiterung des Anwendungsspektrums des Programms auf Systeme mit Gebäudekühlung für Büros und Wohngebäude, - Einbindung von Photovoltaik zur Stromerzeugung und Solarthermie zur Heizungsunterstützung, - sektorenübergreifende Einbeziehung von Nutzerstrom (Haushalt, ... ), - gesamtökologische Bewertung der betrachteten Gebäude und Ableitung eines Eigenstromdeckungsanteils vorgesehen.
Die Bildung von molekularem Wasserstoff durch Hydrolyse an Fe(II)-Oxid Komponenten in ultramafischen Gesteinen führt zu sehr stark reduzierenden Bedingungen bei Wasser-Gesteins Reaktionen. Ausserdem werden bei Peridotit-Wasser Reaktionen Sekundärphasen gebildet, welche bei der abiotischen Bildung organischer Verbindungen als Oberflächenkatalysatoren wirken können. Mit diesem Antrag möchte ich um Mittel bitten, die es mir erlauben, über detailierte phasenpetrologische Untersuchungen und daran gekoppelte geochemische Modellrechungen die Bedingungen (Temperatur, pH, Wasserstoff- und Schwefelfugazitäten, Wasserfluss) der Peridotit-Wasser Reaktionen abzuschätzen. Damit soll eine Grundlage für bessere theoretische Vorhersagen zur abiotischen Organosynthese zu schaffen, die in einem verwandten Projekt verfolgt werden. An Proben vom Mittelatlantischen Rücken 15ºN (Logatchev Feld und ODP Leg 209 Bohrkernen) sollen mit elektronenmikroskopischen Verfahren Vergesellschaftungen von Fe-Ni Oxiden, Sulfiden und metallischen Phasen sowie von Serpentin-Bruzit charakterisiert werden. Darüber hinaus sollen bereits durchgeführte thermodynamische Berechungnen im System Fe-Ni-O-S durch solche in den Systemen MgO-FeO-Fe2O3-SiO2-H2-O2 sowie Cu-Fe-S-O-H-Na-Cl unser Verständnis von Serpentinisierungs-reaktionen und damit verbundene Massentransfers vertieft werden. Diese Studie soll bereits geförderte geologische und Fluid-geochemische Arbeiten ergänzen und versuchen, über theoretisch-geochemische Ansätze eine Brücke zwischen Petrologie und Biologie schlagen.
Hydrothermalkreisläufe an mittelozeanischen Rücken beeinflussen in besonderem Maße das marine Gesamtbudget von divalenten Kationen wie Ca, Sr und Mg. Das Ausmaß, zu welchen Anteilen hydrothermale Systeme an der Bilanzierung des marinen Ca beteiligt ist, insbesondere während der Ozeankrustenalteration, ist noch weitestgehend unbekannt und kaum erforscht. Um chemische Austauschprozesse bei der Wechselwirkung zwischen Gestein und zirkulierendem Meerwasser besser zu verstehen, wird im Rahmen des DFG Schwerpunkt Programms SPP1144 Vom Mantel zum Ozean: Energie-, Material- und Lebenszyklen an Spreizungsachsen die Rolle von hoch- und niedrigtemperierter Ozeankrustenalteration auf das marine Ca Budget untersucht. Das Programm startete mit einer Expedition zum Logatchev drothermalfeld auf dem Forschungsschiff Meteor Anfang 2004. Dieses Hydrothermalfeld befindet sich am Mittelatlantischen Rücken (14 Grad 45N) und zeichnet sich durch aktive Quellen eingebettet in ultramafischem Gestein aus. Die Serpentinisierung dieses Gesteins bietet eine gute Grundlage für diese Studie. Die Probennahme erfolgte über einen TV-Greifer und dem ROV Quest, welches mit einem speziellen System zur Fluidbeprobung ausgerüstet wurde. Die Fluidproben sind als Mischungen aus Meerwasser und hydrothermalen Anteilen anzusehen. Die Mischungsanteile können aus Analysen der Ca und Sr Isotope bestimmt werden. Erste Ergebnisse zeigen einen inversen Zusammenhang zwischen den 44Ca/40Ca Verhältnissen und den Anteilen an reinem Hydrothermalfluid, wobei Proben mit höherem Fluidanteil eine deutlich leichtere Ca Signatur im Vergleich zu Meerwasser aufweisen. Entsprechendes zeigen radiogene Sr Verhältnisse, was als Zwei-Komponenten-Mischung interpretiert werden kann. Diese ersten Ergebnisse bestätigen Modelle in welchen die Wechselwirkung zwischen Gestein und Meerwasser während hydrothermaler Prozesse die Massenbilanz und die Isotopie divalenter Kationen signifikant verändert. Weitere Untersuchungen sind notwendig für die genaue Bestimmung und Quantifizierung der reinen hydrothermalen Komponente.