Erkennen und Quantifizieren von Strömung: Eine geothermische Rasteranalyse zur Klassifizierung des tiefen Untergrundes in Deutschland hinsichtlich seiner Eignung zur Endlagerung radioaktiver Stoffe

Die im Rahmen dieses Projekts erzielten Ergebnisse demonstrieren beeindruckend das grose Potenzial der geothermischen Methode (1) fur die Ausweisung von Gebieten mit signifikanter Durchstromung tiefer Gesteinsschichten sowie (2) fur die Quantifizierung des Betrags und der Richtung solcher Stromungen. Die in diesem Projekt verfolgte Methode beruht auf der Identifikation stromungsbedingter Anomalien im Temperaturfeld des Untergrundes, welche nicht durch Warmeleitung oder alaoklimatische Variationen hervorgerufen sind. Es war moglich, sowohl die palaoklimatischen Effekte korrekt zu erfassen, wie auch die durch Warmeleitung bedingte Verteilung der Temperatur mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen. Zu diesem Zweck wurde fur das auf Grund von Anzahl, Qualitat und Verteilung von Daten als geeignet qualifizierte Untersuchungsgebiet „Westliche Molasse“ ein ausschlieslich auf Warmeleitung beruhendes Referenzmodell auf Basis der bekannten geologischen Strukturinformation aufgebaut. Die Zuordnung thermophysikalischer Parameter wurde auf Grundlage eigener Messungen an Bohrkernen, Rekonstruktionen aus geophysikalischen Logs und publizierter Daten vorgenommen. Die Ergebnisse belegen zwei deutlich voneinander abgrenzbare Gebiete positiver und negativer Temperaturanomalien, welche durch Stromungssysteme im Untergrund bedingt sind und mit bekannten geologischen Strukturen korrelieren. Quantitative Aussagen uber die vorhandenen Stromungen wurden durch eine Abschatzung der vertikalen Filtrationsgeschwindigkeit mit Hilfe einer Pecletzahl-Analyse erzielt. Unter gunstigen Bedingungen konnen mit dieser Methode Stromungen ab einer vertikalen Filtrationsgeschwindigkeit von 1 mm/a nachgewiesen werden. Die thermische Wirkung horizontaler Stromungen ist deutlich geringer. Dennoch konnten fur zwei der wichtigsten bekannten Aquifere des Untersuchungsgebiets horizontale Filtrationsgeschwindigkeiten von einigen 10 m/a ermittelt werden, die auch mit direkten hydraulischen Testergebnissen im Einklang stehen. Selbst bei nichtoptimalen Bedingungen hinsichtlich Anzahl, Verteilung und Qualitat der verwendeten Daten wurden die Projektziele erreicht. Die Laufzeit des Projekts von 1½ Jahren setzte eine harte Randbedingung fur die Realisierung moglicher und wunschenswerter methodischer Fortentwicklungen und Verfeinerungen. Trotzdem wurden auch in dieser Hinsicht bei der Inversion des Palaoklimas deutliche Fortschritte erzielt. Es ist heute bereits deutlich erkennbar, welche Verbesserungen in der Trennscharfe und Genauigkeit der Aussagen zum Stromungsfeld durch eine konsequente Fortfuhrung des begonnenen Forschungsprogramms erzielt werden konnen. Im Lichte der konkreten Zielstellung handelt es sich hierbei um angewandte Grundlagenforschung im besten Sinne des Wortes.