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StartseiteForschung aktuellBlick in den Untergrund26.06.2009

Blick in den Untergrund

Geothermie-Exploration bei München

Geologie. - Geothermie ist theoretisch eine der ergiebigsten nicht-fossilien Energiequellen. Allerdings ist die Liste der Projekte, die beinahe oder ganz scheiterten lang, denn der Blick in den Untergrund ist schwierig. Bei München wird jetzt ein detailliertes Untergrundmodell erstellt, bevor die Nutzung der Erdwärme richtig einsetzt.

Von David Globig

Mikroseismik liefert Angaben zum Untergrund. (fu-berlin.de)
Mikroseismik liefert Angaben zum Untergrund. (fu-berlin.de)

"Hallo, es geht weiter."

Das Kommando, ein Stück vorzurollen, geht im ohrenbetäubenden Lärm, der in der Kabine herrscht, fast unter. Doch schließlich löst der Fahrer die Bremsen und das schwere Fahrzeug setzt sich in Bewegung. Es ist ein ungewöhnlicher Konvoi, der in Ottobrunn bei München unterwegs ist: drei knapp zehn Meter lange, weiße Buggys mit riesigen, grobstolligen Reifen. Exakt alle 30 Meter stoppen die Fahrzeuge. Mit Gummi bespannte, schwere Stahlplatten senken sich auf die Straße, heben die Buggys ein Stück an. Die Hydraulik leistet Schwerstarbeit. Plötzlich geht ein Zittern durch den Boden. Es beginnt langsam, wird allmählich schneller und bricht schließlich ab. Acht Mal wiederholt sich das Ganze, dann fährt der Konvoi 30 Meter weiter. Etwa vier Wochen lang werden sich die Spezialfahrzeuge in einem etwa 20 Quadratkilometer großen Gebiet südlich von München bewegen und an ein paar Tausend Stellen den Boden erzittern lassen. Mit Hilfe dieser Vibrationen wollen Wissenschaftler den Untergrund vermessen. Und zwar präziser als je zuvor, erklärt Dr. Ewald Lüschen vom Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik in Hannover.

"Wir versuchen, die Formation des Malm-Karsts, der sich in circa 3200 bis 3800 Meter Tiefe befindet hier unter München, möglichst detailgenau dreidimensional zu erkunden. Der Malm-Karst enthält ja das heiße Wasser, mit Temperaturen von 130 Grad circa. Und bildet aufgrund dieses gewaltigen Grundwasserreservoirs ein ebenso bedeutendes Reservoir für die geothermische Energie."

Für den "Blick in die Tiefe" nutzen die Forscher die so genannte 3D-Seismik. Vom Prinzip her arbeitet sie wie ein Echolot: Die Druckwellen, die die Vibrationsfahrzeuge im Boden erzeugen, werden an den Grenzen der unterschiedlichen Gesteinsschichten reflektiert. Sie laufen also zurück zur Erdoberfläche. Dort registrieren spezielle Vibrationsfühler, so genannte Geophone das winzige Zittern. Wie lange ein Signal unterwegs ist, gibt Auskunft darüber, in welcher Tiefe die Schichtgrenze liegt. Um ein dreidimensionales Abbild vom Untergrund zu erhalten, muss man allerdings auf der gesamten geothermisch interessanten Fläche gleichzeitig messen. Ein gewaltiger Aufwand: Auf dem vier mal fünf Kilometer großen Areal stecken an fast 2900 Stellen jeweils ein Dutzend kleine Geophone im Boden, erläutert Waldemar Lukas von der Essener DMT GmbH. Er ist Trupp-Leiter für die Messung.

"Wir haben im Abstand von 300 Meter Geophonlinien verlegt, entlang dieser Linien alle 30 Meter eine Geophonstation aufgebaut. Damit die Signale der einzelnen Geophonstationen auch der richtigen Position zugeordnet werden können, wird ihnen eine Positionsnummer aufgeprägt, die eindeutig ist."

Sämtliche Daten laufen zentral in einem Messwagen zusammen.

"OK 6 74. Sweep one."

Hallo Peter, Peter Altmeier."

Mit einem Sprachgemisch aus Deutsch, Holländisch und Englisch hält das Messwagen-Team Funkkontakt zu den Fahrern der Vibrationsfahrzeuge und zu Reparaturtrupps, die unterwegs sind, um Fehler im Netz der Geophone zu beheben. Etwa weil die Elektronik streikt oder Kühe ein Verbindungskabel angeknabbert haben. Läuft alles, dann wird alle paar Minuten eine neue Messung gestartet. Unmittelbar danach spuckt ein Drucker einen rund zwei Meter langen Messschrieb aus.

Auf dem Ausdruck wechseln sich helle und dunkle Linien ab. In dieser Form sind die Messdaten nur etwas für geschulte Augen. Doch in den kommenden Monaten wollen die Forscher vom Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik daraus ein erstes dreidimensionales Untergrund-Modell berechnen. In dieses Computer-Modell sollen später auch Daten einfließen, wie sich das erhitzte Wasser in über drei Kilometern Tiefe verhält. Mit Hilfe des Modells wollen Ewald Lüschen und seine Kollegen unter anderem herausfinden, wie intensiv sich ein Heißwasser-Reservoir nutzen lässt. Wie groß also etwa der Abstand zwischen mehreren Erdwärme-Bohrungen sein muss. Lüschen:

"Wenn sie zu stark beieinander liegen, kann es zu einem geothermischen Kurzschluss kommen. Das heißt, wenn wir das Wasser irgendwo hineinpumpen und es nimmt nicht genügend Wärme auf auf dem Weg zur Bohrung, wo es herausgeholt wird. Und insofern haben wir eine geringere Wirtschaftlichkeit."

Das hochaufgelöste, dreidimensionale Untergrundmodell soll dabei helfen, solche Fehler in Zukunft zu vermeiden.

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