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Auch das Bohrgerät sorgt für Kontaminationen

Steril geht nicht

Wie tief eine Bohrspülung in einen Bohrkern eindringt, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Der Wichtigste ist die Porosität des zu bohrenden Sediments oder Gesteins. Je poröser und durchlässiger das Material ist, umso schneller und tiefer dringt die Bohrspülung ein und macht die Proben unter Umständen unbrauchbar für die Mikrobiologie. Ein weiterer Faktor ist der Flüssigkeitsdruck am Bohrkopf: Bei einem zu hohen Druck wird die Spülung vor dem Bohrer geradezu in das Gestein hineingepresst.

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Neben der Bohrspülung ist aber auch das Bohrgerät selbst eine Kontaminationsquelle. Die Menge an Ausrüstung für eine Bohrung ist immens. Allein die je nach Bohrung bis zu mehrere Kilometer langen Bohrstränge aus armdicken Stahlrohren wiegen viele Tonnen. Es ist schlicht unmöglich, solche Massen an Ausrüstung zu sterilisieren. Daher finden sich auf diesen Ausrüstungsteilen immer auch Bakterien von der Erdoberfläche, welche die Bohrkerne kontamineren können.

Schmierstoffe verfälschen Ergebnisse

Bei den Bohrungen werden außerdem große Mengen an Schmierstoffen verwendet, um die Gewinde am Bohrgestänge gängig zu halten. Diese normalerweise aus Erdöl gewonnenen Stoffe können sich in geringen Mengen in der Bohrspülung lösen. In einem solchermaßen kontaminierten Kern ist es nicht mehr möglich, die natürlich vorkommenden Kohlenwasserstoffe von denen des Gewindefetts zu unterscheiden.

Blick auf einen Teil des Bohrgestänges, hier bei einer Bohrung mit Spülwasser-Rückführung auf dem Bohrschiff Chikyu © IODP/Jamstex

Um diesem Problem vorzubeugen, müssen die bis zu mehrere Kilometer langen Bohrgestänge vor der Benutzung aufwändig entfettet und mit einem synthetischen Schmierstoff, der aus nicht natürlich vorkommenden Komponenten besteht, wieder gefettet werden. Bei der vom GFZ durchgeführten DEBITS (Deep Biosphere in Terrestrial Systems)-Bohrung in Neuseeland wurde beispielsweise ein Schmierfett aus synthetischem Biberöl benutzt.

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Trotz all dieser widrigen Umstände lassen sich selbst in größten Tiefen noch unkontaminierte Proben gewinnen. Zu erkennen, wo im Bohrkern diese stecken, ist dafür allerdings essenziell…

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Jens Kallmeyer / Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Potsdam
Stand: 19.09.2014

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Großer Bohrer jagt nach den Kleinsten
Wissenschaftliches Bohren für die geomikrobiologische Forschung

In der "Unterwelt"
Tief unter der Oberfläche existiert eine ganze Lebenswelt

Sensible Extremisten
Organismen der tiefen Biosphäre sind schwer zu beproben

Schmutziges Bohren
Warum eine Bohrung ohne Kontaminationen kaum möglich ist

Steril geht nicht
Auch das Bohrgerät sorgt für Kontaminationen

Verräterisches Leuchten
Kontaminationskontrolle mit Hilfe von Tracern

Frühe Planung hilft
Wie Bohrungen in die tiefe Biosphäre trotzdem gelingen

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