Im Fokus der Geowissenschaften: Die nordeuropäische Rohstoff-Schatzkammer

Aufgrund der geringen Durchlässigkeit bildet Steinsalz häufig eine natürliche Abdeckschicht über Erdgas- und Erdöllagerstätten. Die geringe Durchlässigkeit macht sich auch die Industrie zu Nutze. Sie diskutiert bzw. nutzt Salzstöcke wie Gorleben und Asse als End- bzw. Zwischenlager für hochtoxische und radioaktive Stoffe.

Aber sind sie wirklich dicht und sicher? Wissenschaftler der RWTH Aachen konnten nun im Rahmen eines Forschungsprojekts nachweisen, dass die Salzschichten im zentraleuropäischen Sedimentbecken unter bestimmten Bedingungen durchlässig werden.

„Salze haben normalerweise eine viel niedrigere Durchlässigkeit als andere Sedimentgesteine“, erläutert Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Ralf Littke vom Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls und der Kohle. „Unsere Untersuchungen konnten jedoch zeigen, dass selbst mächtige Salzschichten unter hohem Flüssigkeitsdruck durchlässig werden.“

Sechs Jahre lang untersuchten Wissenschaftler im Rahmen eines Schwerpunktprogramms der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) die „Dynamik sedimentärer Systeme unter wechselnden Spannungsregimen am Beispiel des zentraleuropäischen Beckensystems“. Dieses reicht von England bis Polen und von den Niederlanden bis in die norddeutsche Tiefebene.

Eine Vielzahl von geowissenschaftliche Fragestellungen wurden im Laufe des Projektes behandelt: Welche Prozesse trugen zur Beckenbildung vor 300 Millionen Jahren bei? Wie wirkte sich die Dehnung der Erdkruste an dieser Stelle aufgrund der auseinanderdriftenden Erdplatten auf das Klima und die zu dieser Zeit entstandenen Sedimentschichten aus? Und: Wie bewegen und bewegten sich Salze, Flüssigkeiten und Gase in dem Becken? „Unser Anliegen war und ist es, Grundlagenwissen über das zentraleuropäische Becken zu gewinnen, um diese Erkenntnisse dann in einem zweiten Schritt auf andere, noch nicht so gut erschlossene Sedimentbecken übertragen zu können“, erläutert Prof. Littke.

Ausgangspunkt für die komplexen Untersuchungen der letzten Jahre war ein umfangreicher geologischer und geophysikalischer Datensatz, den die Erdöl- und Erdgasindustrie für grundlagenwissenschaftliche Untersuchungen zur Verfügung stellte. „Diese Informationen waren für uns wie ein Sechser im Lotto“, erklärt der Aachener Geologie-Professor. Zum Hintergrund: Die Kosten für eine einzige Tiefbohrung liegen oft zwischen fünf und zehn Millionen Euro, teilweise darüber. Die Industriedaten lieferten umfassende geophysikalische und geochemische Informationen aus etwa hundert solcher Tiefbohrungen. Zusätzlich wurden zahlreiche Gesteinsproben aus der Tiefe untersucht. Dadurch konnten die Wissenschaftler aus Aachen gemeinsam mit Kollegen aus anderen deutschen Universitäten und dem angrenzenden Ausland ein äußerst umfassendes Datenmaterial auswerten.

Zentraleuropäisches Becken ist eine Rohstoff-Schatzkammer

Das zentraleuropäische Becken ist eine bis zu zehn Kilometer tiefe Schatzkammer. Ihre Sedimentschichten sind reich an wertvollen Gesteinen, Flüssigkeiten und Gasen. Neben Kalk-, Sand- und Tonstein lagern dort Kohle, Erdöl und Erdgas sowie Salze und vieles mehr. Der Rohstoffreichtum des Beckens erklärt sich durch seine Zusammensetzung: „Sowohl Kalk- als auch Sandstein sind poröse Gesteinsarten, in deren Poren Grundwasser, Öl und Erdgas aufgenommen und gespeichert werden können“, erklärt Prof. Littke.

So bezieht Deutschland etwa 40 Prozent seines Erdgases (Methan) aus dem zentraleuropäischen Becken. 20 Prozent werden im norddeutschen Raum gefördert. Zwanzig Prozent kommen aus den Niederlanden, die bei Groningen eines der größten europäischen Erdgasfelder besitzen. Im Rahmen des Forschungsprojekts kartierten die Geologen außerdem das Becken hinsichtlich seiner Methanfelder bzw. Stickstoffkonzentrationen. „Um Erdgas thermisch nutzen zu können, muss der Methananteil über 30 Prozent liegen“, berichtet der RWTH-Forscher.

Ein weiteres Augenmerk legten die Wissenschaftler auf die Kohlenstoffeinlagerungen im Becken. „Mittelfristig werden wir unseren Energiebedarf auch weiterhin mit fossilen Brennstoffen decken müssen“, so die Einschätzung des Geologen. Doch der Klimaschutz – und die damit verbundene Kohlendioxid-Reduzierung – erfordern kurzfristige Lösungen.

„Wirtschaft und Politik denken darüber nach, Kohlendioxid (CO2) möglicherweise unterirdisch zu speichern, etwa in ehemaligen Erdgasspeichern“, berichtet Prof. Littke. „Norddeutschland hat für CO2-Speicher unter Tage gute Deckschichten, um das Gas im Untergrund zu halten.“ Allerdings fordert der Geologe eine verantwortungsbewusste Einleitung: „Es müssen im Vorfeld genaue Untersuchungen der Lagerstätten stattfinden, auch weil das Becken sich dynamisch verändert.“ Das „Geotechnologien“-Programm des Bundesforschungsministeriums wird in den nächsten Jahren Basisdaten über die Eignung verschiedener Speicher in Norddeutschland liefern.

In 5.000 bis 10.000 Jahren: Mit dem Ozeandampfer von Hamburg nach Berlin

Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde auch die zukünftige Entwicklung des Küstenverlaufs diskutiert. „Sedimentbecken sind teilweise noch aktive Senkungsräume“, erläutert Prof. Littke. „Weitere Absenkungen bedeuten jedoch besondere Herausforderungen an den Küstenschutz.“ So untersuchten die Wissenschaftler, wie sich verschiedene extern und intern gesteuerten Prozesse auf die Sedimentschichten auswirkten. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wagten die Geologen verschiedene Langzeit-Prognosen. Eine davon ist, dass auf heutigem bundesdeutschen Gebiet bei Hamburg ein neuer Meeresarm in südöstlicher Richtung entsteht: „In etwa 5.000 bis 10.000 Jahren können unsere Nachfahren vielleicht mit dem Ozeandampfer von Hamburg nach Berlin fahren.“

Weitere Informationen:
Univ.-Prof. Dr.rer.nat. Ralf Littke,
Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls und der Kohle, Tel. 0241/8095748,

E-Mail: littke@lek.rwth-aachen.de

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Thomas von Salzen idw

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