PEaCH4 v. 2.0 ist eine Modellierungsplattform zur Darstellung und zum Nachvollziehen frühdiagenetischer Prozesse in marinen Sedimenten. Die geochemischen Berechnungen werden mit PHREEQC durchgeführt, ein Computercode zur Bestimmung chemischer Gleichgewichte und Speziesverteilungen zwischen wässrigen Lösungen, Mineralen und Gasen. Diese Berechnungen sind kombiniert mit 1-dimensionalem diffusionsgesteuertem Transport und dem unumkehrbaren Umsatz von organischem Material. PHREEQC ist mit einer excel© Plattform von PEaCH4 v. 2.0 verknüpft. Im Fokus von PEaCH4 v. 2.0 stehen die quantitative Vorhersage biogener Methanproduktion, der Anteil anderer Gase (CO2, N2, H2S) in dem entstehenden Gasgemisch und die Menge an gelösten und ausgefällten Mineralen. Der Aufbau von PEaCH4 v. 2.0 spiegelt eine wachsende Sedimentsäule wieder, bestehend aus „Reaktoren“, die im ersten Zeitschritt mit einem Liter eines definierten Meerwassers und Sedimenten mit einer definierten Mineralzusammensetzung mit bestimmter Porosität gefüllt sind. Die Bildung der Diageneseprodukte in PEaCH4 v. 2.0 wird durch den Redox-Umsatz von organischem Material angetrieben. Hierbei kann die Art des umgesetzten Materials (marin oder terrestrisch) definiert werden. Die Reaktionskinetik des Organikumsatzes ist bestimmt durch die Menge des organischen Materials das in jedem einzelnen Zeitschritt abgebaut wird.

Ziele

• Quantifizierung biogener Methanbildung (CH4(aq), CH4(g), CH4-Hydrat(s))
• Quantifizierung diagenetischer Mineralbildung und –lösung
• Berechnung von Porenwasserkonzentrationen und Konzentrationsänderungen während der frühen Diagenese

PEaCH4 v. 2.0 wurde als ein Hauptbestandteil des BioMeP-2 Projektes entwickelt. 

Mitarbeiter

• Hans-Martin Schulz
• Esther Arning
• Steffen Häußler 

Partner

• Petrobras
• Total
• Prof. Wolfgang van Berk, TU Clausthal 

Publikationen

• Arning ET, van Berk W, Schulz H-M (submitted) Marine organic matter in reaction transport models: revision and validation of the traditional “CH2O”. Geo-Marine Letters.
• Arning ET, Gaucher EC, van Berk W, Schulz H-M (2015) Hydrogeochemical models locating sulfate-methane transition zone in marine sediments overlying black shales: A new tool to locate biogenic methane? Marine and Petroleum Geology 59: 563-574. doi: 10.1016/j.marpetgeo.2014.10.004.
• Krüger M, van Berk W, Arning ET, Jinménez N, Schovsbo NH, Straaten N, Schulz H-M (2014) The biogenic methane potential of European gas shale analogues: Results from incubation experiments and thermodynamic modelling. International Journal of Coal Geology 136: 59-74. doi:10.1016/j.coal.2014.09.012.
• Arning ET, van Berk W, Schulz H-M (2013) Thermodynamic modeling of complex sediment-water-gas interactions during early diagenesis. Procedia Earth and Planetary Science 7: 27-30. doi: 10.1016/j.proeps.2013.03.090.
• Arning ET, van Berk W, Vaz dos Santos Neto E, Naumann R, Schulz H-M (2013) Quantification of methane formation in Amazon Fan sediments (ODP Leg 155, Site 938) by means of hydrogeochemical modelling solid – aqueous solution – gas interactions. Journal of South American Earth Sciences 42: 205-215. doi:10.1016/j.jsames.2012.12.001.
• Arning ET, van Berk W, Schulz H-M (2012) Quantitative geochemical modeling along a transect off Peru: Carbon cycling in time and space, and triggering factors for carbon loss and storage. Global Biogeochemical Cycles 26: 1-18. doi:10.1029/2011GB0074156.
• Arning ET, Fu Y, van Berk W, Schulz H-M (2011) Organic carbon conversion as the control of complex, early diagenetic solid – aqueous solution – gas interactions: Case study ODP Leg 204, Site 1246 (Hydrate Ridge). Marine Chemistry 126: 120-131. doi:10.1016/j.marchem.2011.04.006