Wo bohren? Das ist die zentrale Frage bei der Suche nach unter­irdischen Energie­ressourcen, etwa für die Geothermie. Wasser in Gesteinen fließt entlang durch­lässiger Pfade, die die Haupt­ziel­punkte für geothermische Bohrungen darstellen. Aus Bohrloch- und Bohrkern­daten, sowie Daten von Mikro-Erdbeben weiß man, dass es sich bei den Pfaden um räumlich mitein­ander zusammen­hängende, durch­lässige Strukturen handelt, beispiels­weise um Brüche oder andere Störungen im Gestein. Mit bislang verfüg­baren Techniken zur Lokali­sierung dieser Strukturen lässt sich deren geothermisches Potenzial jedoch nicht voll ausschöpfen

Ein Forschungsteam um Maren Brehme, bis August am Deutschen Geoforschungs­zentrum, jetzt an der TU Delft, stellt eine neue Methode zur Lokali­sierung interes­santer potenzieller Bohrstellen vor, die von Wasser bedeckt sind. „Mit unserer Methode wird es in Zukunft möglich sein, geologische Strukturen unter Wasser besser kartieren und eine Aussage über den Zufluss aus umliegenden Schichten treffen zu können“, sagt Brehme.

Da Geothermiefelder oft in vulkanischen Gebieten liegen, treten diese häufig bei oder unter Kraterseen auf. „Diese Seen verdecken aber für die Geothermie wichtige Strukturen“, erklärt Brehme. „In der Studie haben wir gezeigt, dass vulkanische Seen, wie der von uns unter­suchte Linausee in Indonesien, Sweetspots besitzen, tiefe Löcher mit Fluid­zufluss aus dem umgebenden Gestein.“ Die Methode ist jedoch nicht auf vulkanische Seen beschränkt, sondern kann auch auf andere Bereiche unter Wasser angewendet werden.

Der neue Ansatz kombiniert Bathymetrie-Messungen mit geochemischen Profilen. Die Bathymetrie wird in diesem Fall zur Kartierung von Störungs­zonen und geysir­ähnlichen Löchern im Seeboden genutzt. Ihr wichtigstes Werkzeug ist das Echolot. Die geochemischen Profile aus Daten zur Temperatur, Salinität, Dichte und pH-Wert in unter­schied­licher Tiefe zeigen in welchem Bereich des Sees Zuflüsse aus dem umliegenden geothermischen Reservoir auftreten. Die Kombination erlaubt die Unter­scheidung von durch­lässigen und nicht­durch­lässigen Strukturen, was bisher so nicht möglich war. Mit der Methode lassen sich viel­ver­sprechende Orte für Bohrungen ziel­genauer lokali­sieren.

Die der Studie zugrunde­liegenden Gelände­arbeiten fanden 2018 während einer von Brehme am GFZ geleiteten Expedition zum Linausee statt. Der Linausee befindet sich nur wenige Kilometer von dem Standort Lahendong entfernt, an dem 2017 das vom GFZ und indone­sischen Partnern gemeinsam entwickelte erste geothermische Nieder­temperatur-Demonstrations­kraftwerk in Indonesien erfolg­reich in Betrieb genommen wurde.

GFZ / RK

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung:
  M. Brehme et al.: Geothermal sweetspots identified in a volcanic lake integrating bathymetry and fluid chemistry, Sc. Rep. 9, 16153 (2019); DOI: 10.1038/s41598-019-52638-z
• Georessourcen und Geoenergie, Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches Geoforschungszentrum
• Department of Geoscience and Engineering, Delft University of Technology, Niederlande