Wissenschaftliche News v. 2.11.05

[McSchuerf]

Wissenschaftliche Neuigkeiten!
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Feuer und Wasser im Erdinneren
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Erstmals Flüssigkeiten in absinkenden Erdplatten analysiert
Bei Wasser denken wir normalerweise zuerst an das kalte, klare Nass der Bäche, Flüsse
und Ozeane. Doch auch tief im Erdinneren spielen wasserhaltige Flüssigkeiten eine
entscheidende Rolle. Welche, dass haben jetzt Wissenschaftler eines internationalen
Teams erforscht und ihre Ergebnisse im renommierten Magazin „Nature“ veröffentlicht.
Obwohl die Erde prinzipiell ein fester Planet ist, spielt Wasser eine große Rolle in ihrer
Entwicklung und der Differenzierung ihrer inneren Struktur. Die Gegenwart - oder
Abwesenheit – von Flüssigkeit beeinflusst Tiefe, Temperatur und Zusammensetzung der
Gesteinsschmelze, die tief unter der Erdoberfläche abläuft. Wie diese Flüssigkeit genau
zusammengesetzt ist und wie sie sich mit zunehmender Tiefe verändert, war bisher
jedoch unbekannt.
 In einem Nature-Artikel berichten Ronit Kessel von der Hebräischen Universität in Israel
und ihre Partner Max Schmidt, Prof. Peter Ulmer und Thomas Pettke vom Schweizer
Föderalen Technologie-Institut in Zürich über ihre Studie, in der sie erstmals die
Flüssigkeiten aus abtauchenden Erdplatten aus 120 bis 180 Kilometern Tiefe und
Temperaturen von 700 bis 1.200 Grad charakterisierten.
Um die Flüssigkeit in jedem Stadium des Absinkens der Platte analysieren zu können,
entwickelten die Forscher eine neuartige experimentelle und analytische Labortechnik, mit
deren Hilfe die Zusammensetzung einer flüssigen Phase direkt in Druck- und
Temperaturexperimenten analysiert werden kann. Im Mittelpunkt der Arbeit standen die
Fragen danach, wie viel Wasser in der absinkenden Krustenplatte gespeichert ist, wie
viele gelöste Materie es enthält und wann diese Flüssigkeit aus der Platte austritt und in
den umgebenden Erdmantel übergeht.
Das Ergebnis der Experimente und Messungen ergab, dass bis in 180 Kilometer Tiefe zwei
unterschiedliche Flüssigkeiten existieren: Eine, in geringerer Tiefe und niedrigeren
Temperaturen, enthält 70 bis 90 Prozent Wasser und nur wenig gelöste Stoffe. Die zweite
jedoch ist eine dicke, so genannte „wässrige“ Schmelze, reich an gelösten Stoffen, aber
nur zehn bis 30 Prozent Wasser enthaltend. Sie ist das Resultat des Aufschmelzens von
wasserhaltigem Gestein unter hohen Temperaturen.
Unterhalb einer Tiefe von 180 Kilometern, so die Wissenschaftler, existiert dagegen nur
noch eine Flüssigkeitsart, eine so genannt „superkritische“ Flüssigkeit. Sie variiert in
ihrem Charakter zwischen flüssig und eher fest, schmelzenähnlich, ist aber keines von
beiden. Die Forscher betonen es sei wichtig, hier zwischen Schmelzen, Flüssigkeiten und
superkritischen Flüssigkeiten zu unterscheiden, da man nur damit das Verhältnis der
absinkenden Platte und beispielsweise vulkanischen Eruptionen verstehen könne oder die
Frage beantworten, wie Materie in das Innere der Erde transportiert wird.
Quelle: Nature


Zweite Forschungsbohrung in Groß Schönebeck als nächster Schritt zum
Grundlastkraftwerk
Strom aus Erdwärme
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Im brandenburgischen Groß-Schönebeck geht ein Pilotversuch des
GeoForschungsZentrums Potsdam (GFZ) für ein Erdwärmekraftwerk in die zweite Runde:
Eine neue Forschungsbohrung bis in 4.300 Meter Tiefe soll, gemeinsam mit einer bereits
existierenden Bohrung den Wasserkreislauf zwischen unterirdischem Wärmereservoir und
Oberfläche schließen und so die Förderung der Erdwärme für ein geothermische
Kraftwerk möglich machen.
Professor Rolf Emmermann, Vorstandsvorsitzender des GFZ Potsdam, sagte anlässlich
der Bewilligung von Fördermitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und
Reaktorsicherheit (BMU) für die neue Bohrung: „Das GeoForschungsZentrum Potsdam
untersucht das Potenzial der Geothermie bereits seit fast einem Jahrzehnt.
Wissenschaftlich und ökonomisch gesehen ist die vorgesehene Stromerzeugung aus
Geothermie unter hiesigen geologischen Bedingungen Neuland. Wir wissen aber: die im
tieferen Untergrund vorhandene Erdwärme ist nicht nur umweltfreundlich, sondern bietet
sich auch als nachhaltige Option für die zukünftige Energieversorgung an.“
Experimente in der GFZ-Geothermie-Bohrung haben nachgewiesen, dass sich die in
weiten Teilen des Norddeutschen Beckens verbreiteten Heißwasservorkommen zur
Stromerzeugung eignen. Nach den Experimenten wurde ein untertägiger Wasserzufluss
erreicht, der die Stromerzeugung aus Erdwärme energiewirtschaftlich interessant
macht. „Anders als Sonne und Wind ist Erdwärme jederzeit verfügbar und kann daher
auch zur Grundlastversorgung eingesetzt werden. Durch die Zusammenarbeit mit einem
industriellen Partner, der Vattenfall Europe, wollen wir auch einen schnellen Übergang
unserer Forschungsergebnisse in die wirtschaftliche Anwendung erreichen,“ ergänzt Rolf
Emmermann.
Vattenfall Europe hat die Absicht erklärt, den Nachweis der Nachhaltigkeit geothermischer
Stromerzeugung in Groß Schönebeck ebenfalls mit einer Million Euro zu unterstützen.
Wenn diese Nachhaltigkeit sich erweist, wird das Energie-Unternehmen auch den
Kraftwerksbau finanziell sicherstellen.
Bereits beim Niederbringen der neuen Bohrung soll der Wärmespeicher durch gezielt
ausgerichtetes und besonders schonendes Bohren mittels verträglicher Kühl- und
Spülverfahren für die spätere Langzeitnutzung optimal vorbereitet werden. Die Vergabe
der Bohrarbeiten sind europaweit ausgeschrieben worden. Die Bohrarbeiten sollen noch
im Herbst dieses Jahres beginnen.
 Zur wirtschaftlichen Nutzung der Erdwärme müssen in der Tiefe neben einer genügend
hohen Temperatur auch ausreichende Mengen an Wasser vorhanden sein. Wenn das
Gestein zu wenig Poren und Klüfte aufweist, in denen das heiße Tiefenwasser zirkulieren
kann, kann man den Wasserfluss durch Stimulation erhöhen. Dazu wurden an der
Forschungsbohrung Groß Schönebeck neue Verfahren entwickelt.
Ernst Huenges, Sektionsleiter Geothermie am GFZ Potsdam, meint dazu: „Mit unserem
neuen Stimulationsverfahren haben wir gezeigt, dass die Produktivität von
Geothermielagerstätten gezielt gesteigert werden kann. Die hier erprobte
Stimulationstechnologie ist weltweit auf Gebiete ähnlicher geologischer Struktur
übertragbar. Das Projekt hat damit Pilotcharakter für die geothermische
Stromerzeugung.“ Kein unwichtiges Argument für die Exportfähigkeit: Allein das
Norddeutsche Becken ist eine geologische Struktur, die sich von Polen bis in die
Niederlande erstreckt.
Der größte Vorteil geothermischer Kraftwerke ist die Grundlastfähigkeit. Geothermische
Energie steht, im Gegensatz zu Solar- und Windenergie, 24 Stunden am Tag und 365
Tage im Jahr bedarfsorientiert zur Verfügung. Sie kann damit maßgeblich zum Ausbauziel
der Erneuerbaren Energien bis 2010 und zu einer nachhaltigen Energieversorgung
beitragen.
Quelle: GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam


Gedenken an Alfred Wegener
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Und sie bewegen sich doch! Alfred Wegener und die Drift der Kontinente
Vor 125 Jahren, am 1. November 1880, wurde der große Geowissenschaftler Alfred
Wegener geboren. Berühmt wurde er durch seine Theorie der Kontinentaldrift, die er
1915 zum ersten Mal öffentlich vertrat und die lange auf massive Ablehnung stieß.
Wegeners kühne Idee von den wandernden Kontinenten widersprach komplett der
herrschenden Lehrmeinung, nach der die Aufteilung der Erdoberfläche seit Urzeiten
bestand und unabänderlich sei. Erst 30 Jahre nach Wegeners Tod fand seine Theorie ihre
Anerkennung. Weiter entwickelt zur Theorie der Plattentektonik liegt sie heute der
Erdbeben- und Tsunamiforschung zu Grunde.

[uwe]

Das Flüssigkeiten im Erdinneren vorkommen ist nun so neu nicht. Schließlich hat jeder von uns schon mal was von hydrothermalen Lösungen gehört und die Endprodukte davon in der Hand gehalten.

Gruß
Uwe

[McSchuerf]

Sicherlich ja.