Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Ursache für Mikroerdbeben

13.08.2003


Erdbeben erschüttern die Welt. Und das öfter als wir denken, denn erst ab einem Wert von fünf auf der Richter-Skala spüren wir die Erschütterung. Täglich und in großer Vielfalt treten überall auf der Erde kleine Beben auf. Diese von uns Menschen nicht spürbaren Mikrobeben können heutzutage problemlos von geophysikalischen Messgeräten registriert werden. Warum diese Beben auftreten und wodurch sie ausgelöst werden, ist bislang weitestgehend ungeklärt.



In mehreren Studien und Beobachtungen wurde die Hypothese aufgestellt, dass Fluide einen maßgeblichen Einfluss auf die Auslösung von Mikroerdbeben haben können. Der Frage, ob und welche Informationen über das Gestein in den Daten der aufgezeichneten Mikroerdbeben enthalten sind, gehen Geophysiker seit wenigen Jahren intensiv nach. Wissenschaftler der Freien Universität Berlin haben nun eine Methode entwickelt, um wichtige gesteinsbeschreibende Parameter aus solchen Daten zu gewinnen. Diese Parameter können dazu benutzt werden, um ein seismisch aktives Gesteinsvolumen besser zu charakterisieren. Das ist besonders in der industriellen Nutzung von Erdöl- und Erdgasspeicher, aber auch für die optimale Ausnutzung von regenerativen Energieträgern von entscheidender Bedeutung. Computergestützte Simulationen erlauben erstmals die systematische Untersuchung der Hypothese und belegen den maßgeblichen Einfluss von Fluiden bei der Entstehung von Mikroerdbeben.

... mehr zu:
»Beben »Gestein »Mikrobeben »Mikroerdbeben


Für die Darstellung der bislang erfolgten Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet erhält das Team um Prof. Dr. Serge A. Shapiro im Oktober 2003 die Auszeichnung als beste Publikation im Jahre 2002 in der Zeitschrift "Geophysics" von der Amerikanischen Gesellschaft für Explorationsgeophysik (Society of Exploration Geophysicists).

Mehrmals täglich wird die Erde in eng begrenzten Zonen erschüttert, wie beispielsweise entlang der mittelozeanischen Rücken, Platten- oder Kontinentalränder. Die meisten starken Erdbeben finden an Plattenrändern statt. Dort können sich aufgrund der Bewegungen der Platten die entsprechenden Spannungen gegeneinander aufbauen. Die Spannungszustände des Gesteins unterscheiden sich je nachdem, ob das Gestein trocken oder feucht ist. Im feuchten Gestein sind Fluide, also Flüssigkeiten und Gase, für die Spannungsbilanz mit verantwortlich. Denn ihr Druck in den Gesteinsporen verändert die Spannung, die dazu beitragen kann, dass eine Bewegung entgegen der Reibungskraft stattfindet. Zudem können Fluide bei großen Beben mit großer Versatzgeschwindigkeit wie ein Gleitmittel wirken und dadurch den Reibungswiderstand vermindern.

Bei Mikroerdbeben verschieben sich die Flächen im Gestein nur um Millimeter bis hin zu wenigen Zentimetern. Erst seit wenigen Jahren untersuchen Geophysiker die Ursache für Minierdbeben und zeichnen schwache Erderschütterungen routinemäßig auf. Eine detaillierte Kenntnis des Untergrundes ist vor allem beim Fördern oder der Untertagespeicherung von Öl und Gas, bei der Nutzung geothermischer Energie, dem Lagern nuklearer Abfälle, der Vorratbewirtschaftung von Rohstoffen und Trinkwasser und teilweise auch in der Bau- und Umweltindustrie zwingend erforderlich. So sind zum Beispiel während des Baus und der Befüllung von Staudämmen erhöhte mikro-seismische Aktivitäten in der Umgebung festgestellt worden. Erdbebenforscher vermuten, dass auch natürliche Fluide, wie Regen oder magmatische Quellen, Mikrobeben auslösen könnten.

Fluide werden heutzutage industriell genutzt. Vor allem in Japan und Europa sind in den vergangenen zehn Jahren hydrothermale Lagerstätten erforscht worden. Dabei handelt es sich um so genannte Hot-Dry-Rock-Lagerstätten, bei denen das Wärmereservoir, das heiße Gestein, Temperaturen von mindestens zweihundert Grad Celsius aufweist. Es befindet sich in bis zu vier Kilometer Tiefe. Um dem Gestein die Wärme zu entziehen, wird kaltes Wasser durch ein Bohrloch gepumpt. Das Wasser/Fluid erwärmt sich dabei und der entstehende Wasserdampf wird durch ein zweites Bohrloch entzogen. Mit dem heißen Wasserdampf können Turbinen angetrieben und elektrischer Strom gewonnen werden. Damit das eingepresste kalte Wasser von einem Ort zum anderen gelangen und sich erhitzen kann, muss das Gestein Risse aufweisen. Sollte der erhöhte Porendruck nicht ausreichen, um Risse zu bilden, könnte er dennoch groß genug sein, um ein Mikrobeben auszulösen. Diese kleinen Beben entstehen oft zu Tausenden während einer Fluidinjektion.

Hydraulisch hervorgerufene Erderschütterungen (Seismizität) können sowohl durch Fluidinjektionen in Bohrlöchern als auch durch starke Regenfälle oder Wasserstandsschwankungen in Stauseen erzeugt werden. Kleine Schwankungen des Porendrucks - der durch Fluide verursacht wird, die durch das Gestein dringen - können ausreichen, um die Spannungsbilanz so zu verändern, dass Mikrobeben ausgelöst werden. "Wenn diese Hypothese tatsächlich stimmt, dann muss die Erdbebenstatistik durch den Parameter der Gesteinsdurchlässigkeit kontrolliert werden", erklärt der Geophysiker Prof. Dr. Serge A. Shapiro von der Freien Universität Berlin.

Das Team um Shapiro hat eine Methode entwickelt, mit der die "Durchlässigkeit" des Gesteins bestimmt werden kann. Die Abschätzung dieser Größen ist besonders in der Lagerstättenerkundung, der Nutzung geothermaler Energiequellen oder der Exploration von Erdöl- und Erdgasreservoiren von Bedeutung. Die Kenntnis ihrer großräumigen Verteilung könnte zur besseren Nutzung dieser Energiequellen entscheidend beitragen.

Über die neu entwickelten Methoden informieren Sie gern:

Prof. Dr. Serge A. Shapiro
FB Geowissenschaften (Geophysik) der Freien Universität Berlin
Tel.: 030 - 838-70839, shapiro@geophysik.fu-berlin.de

Elmar Rothert, Tel.: 030 - 838-70867, rothert@geophysik.fu-berlin.de

Ilka Seer | idw
Weitere Informationen:
http://www.fu-berlin.de

Weitere Berichte zu: Beben Gestein Mikrobeben Mikroerdbeben

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neue Erkenntnisse zum Meeresspiegel-Anstieg
26.05.2017 | Universität Siegen

nachricht Polarstern ab heute unterwegs nach Spitzbergen, um Rolle der Wolken bei Erwärmung der Arktis zu untersuchen
24.05.2017 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften