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Samstag, 21.10.2017
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Magma als neue Energiequelle?

Geothermisches Bohrloch mit Magma-Einbruch verblüfft Forscher

Ein Magma-Einbruch in ein geothermisches Bohrloch auf Island hat zwar einen Bohrstopp verursacht, sich aber dann als große Chance erwiesen. Ein internationales Forscherteam berichtet jetzt in „Geology“ dass sich das Magma als extrem potente Energiequelle entpuppte, aus der Strom für 30.000 Haushalte erzeugt werden könnte – fast das Fünffache mehr als aus „normalen“ geothermischen Quellen. Gleichzeitig lieferte das Magma die langgesuchte Antwort auf die seltsam silikatreiche Lava einiger Islandvulkane.
Magma als Energiequelle?

Magma als Energiequelle?

Schon jetzt erhält Island ein Drittel seines gesamten Strombedarfs und fast die gesamte Heizkraft aus geothermischen Quellen. Um dies zu optimieren, führt das Iceland Deep Drilling Project Bohrungen in verschiedenen Vulkangebieten Islands bis in 5.000 Meter Tiefe durch. Ziel ist es, das in dieser Tiefe vorkommende „superkritische“ Wasser zu erreichen – 4.000 bis 6.000°C heißes, unter extrem hohem Druck stehendes Wasser – um herauszufinden, ob sich dieses als Energielieferant nutzen lässt. In modernen Kohlekraftwerken wird solches Wasser bereits künstlich erzeugt und zur Dampfproduktion eingesetzt. Das von Natur aus superkritische Wasser in der Tiefe der Erdkruste wurde jedoch bisher nicht zu Energieproduktion genutzt.

Magma-Einstrom stoppt Bohrung


Als 2009 ein internationales Forscherteam eine solche Bohrung auch in der Caldera des Vulkans Krafla begann, war in 2.100 Metern Tiefe bereits Schluss: Magma strömte in das Bohrloch ein und erzwang den Bohrstopp. „Unseres Wissens nach, gab es bisher nur einen einzigen Fall eines Magmaeinstroms in ein geothermisches Bohrloch während der Bohrung“, erklärt Wilfred Elders, Geologe der Universität von Kalifornien in Riverside und Leiter des Forscherteams. „Zwar unterbrach der Magmafluss unser Projekt, gleichzeitig aber lieferte er uns eine einzigartige Gelegenheit, ein extrem heißes geothermales System als Energiequelle zu testen.“

Blick auf den Vulkan Krafla und die Bohranlage über den Kratersee Viti hinweg.

Blick auf den Vulkan Krafla und die Bohranlage über den Kratersee Viti hinweg.

Strom für 30.000 Haushalte


Im Test produzierte das Magmabohrloch trockenen Dampf mit einer Temperatur von 400°C. Würde man diesen zur Energiegewinnung nutzen, ließe sich daraus bis zu 25 Megawatt Strom erzeugen – genug, um 25.000 bis 30.0000 Haushalte zu versorgen. Im Gegensatz dazu liefert ein normaler Geothermalbrunnen gerade einmal fünf bis acht Megawatt Energie. „In der Zukunft könnten solche Magmabohrungen attraktive Quellen konzentrierter Energie werden“, erklärt Elders. Seiner Ansicht nach sollte es möglich sein, auf Island und anderswo auf der Welt Stellen zu finden, wo das Magma näher unter der Oberfläche liegt und damit leichter erreichbar ist.


Rätsel der Rhyolit-Verunreinigung gelöst


Die Untersuchung des Magmas zeigt nicht nur einen Weg zur zukünftigen Energiegewinnung, sie lieferte auch neue Einblicke in die Magmenbildung und magmatische Umwandlungsprozesse im Untergrund Islands. Denn obwohl der Krafla-Vulkan wie alle anderen isländische Feuerberge basaltische Lava mit einem Silikatgehalt von 40 bis 50 Prozent fördert, war das im Bohrloch einfließende Magma ein Rhyolit, ein Mineral mit 65 bis 70 Prozent Silikatgehalt.

„Das Vorkommen von geringen Anteilen von Rhyolit in einigen Basaltvulkanen war immer schon ein bisschen ein Rätsel“, erklärt Elders. „Man hat vermutet, dass es einen unbekannten Prozess in der Ursprungsregion des Magma gibt, tief im Erdmantel, der silikatreiches Rhyolit schmilzt und als Verunreinigung zusammen mit dem silikatärmeren Basaltmagma nach oben fördert.“

Dank des Krafla-Bohrlochs zeigt sich jetzt jedoch, dass eine Interaktion mit hydrothermalem Tiefenwasser wahrscheinlich die Ursache dieses Mischmagmas ist. „Unsere Analysen zeigen, dass sich dieses Magma durch partielles Schmelzen bestimmter Basalte innerhalb des Krafla-Vulkans bildete“, so Elders. „Der Rhyolit entstand, als basaltisches Magma aus dem Erdmantel auf hydrothermal veränderten Basalt traf, diesen teilweise aufschmolz und mitnahm.“ (Geology, 2011; DOI: 10.1130/G31393.1)
(University of California - Davis, 22.02.2011 - NPO)
 
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