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Montag, 16.01.2017
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Erdbeben fördern Ölfluss

Seismische Wellen erhöhen Durchlässigkeit des Gesteis für Flüssigkeiten

Die offensichtlichste Folge eines Erdbebens ist die Erschütterung des Untergrunds durch die seismischen Wellen, die Gebäude zum Einsturz bringt und Menschen in Angst versetzt. Jetzt haben Wissenschaftler einen weitaus subtileren Effekt dieses Schütteln entdeckt: Es erhöht die Durchlässigkeit des Gesteins für Grundwasser und andere Flüssigkeiten. Wie die Forscher in der aktuelle Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ berichten, könnte dieser Effekt möglicherweise genutzt werden, um Erdöl aus natürlichen Reservoirs zu extrahieren.
Erdbeben

Erdbeben

Die neue Studie, durchgeführt von Jean Elkhoury und Emily Brodsky, von Universität von Kalifornien in Santa Cruz basiert auf Daten des geophysikalischen Observatoriums der Scripps Institution in Südkalifornien. Hier registrieren Forscher seit zwei Dekaden die Bewegungen des Untergrunds.

Verhalten von Grundwasser


„Das ist wahrscheinlich eines der am besten untersuchten Landstücke irgendwo auf der gesamten Erde“, erklärt Brodsky. „Die Daten beinhalten auch die Fluktuation von Wasser in Brunnen in Reaktion auf Gezeiteneffekte, vergleichbar den Tiden der Meeresküsten. In diesem Fall jedoch sind es die Auswirkungen der Anziehungskraft des Mondes, die direkt auf das Gestein einwirken und es dehnen und komprimieren. Dadurch wird Wasser in regelmäßigem Turnus in und aus dem Gestein in die Brunnen transportiert. Die Wassermenge, die so bewegt wird, variiert je nach Durchlässigkeit des Gesteins.

„Wir kennen die Gezeiteneffekte sehr gut, so dass wir den zeitlichen Abstand zwischen dem ausgeübten Gezeitendruck und der Reaktion im Brunnen messen können, um die Permeabilität des Gesteins zu ermitteln“, erklärt Brodsky. Die Forscherinnen analysierten diese Daten in Bezug auf Erdbeben und stellten dabei eine auffällige Korrelation fest: „Jedes Mal, wenn es ein großes Erdbeben in Südkalifornien gab, veränderte sich die Permeabilität sprunghaft“, so die Forscherin. „Wir beobachteten dies in zwei unterschiedlichen Brunnen für mehr als sieben verschiedene Erdbeben.“


Einfluss des Erdbebens


Nach einem Erdbeben wurde das Gestein um die Brunnen mehr als drei Mal so durchlässig für Grundwasser als normal. Darüber hinaus verhielt sich die Steigerung der Permeabilität proportional zu den Spitzenamplituden der Erschütterungen. Diese Veränderungen waren vorübergehend - einige Monate nach einem Erdbeben normalisierte sich die Durchlässigkeit wieder und kehrte zu den Ausgangswerten zurück.

Dieses Phänomen könnte die Erdölindustrie möglicherweise nutzen, in dem sie mit so genannten “Vibroseis“-Wagen seismische Wellen künstlich erzeugen und in den Untergrund schicken. Zurzeit werden solche Geräte für seismische Erkundungen des Untergrunds eingesetzt. Dabei erzeugen die Trucks Schwingungen einer bestimmten Frequenz für eine begrenzte Zeit und messen die Reflexionen dieser Erschütterungswelle im Gestein. „Wenn wir die Physik der Permeabilitätssteigerung gut genug verstehen, könnten diese Vibrationen so angepasst werden, dass sie den Ölfluss verstärken“, so Brodsky.
(University of California - Santa Cruz, 29.06.2006 - AHE)
 
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