Schon wenige Zentimeter Verschiebung im Gestein würden Reservoire undicht machen Unterirdische CO2-Speicher können Erdbeben auslösen - scinexx | Das Wissensmagazin
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Schon wenige Zentimeter Verschiebung im Gestein würden Reservoire undicht machen

Unterirdische CO2-Speicher können Erdbeben auslösen

© USGS/MMCD

Die Speicherung großer Mengen von Kohlendioxid (CO2) im Untergrund birgt ein bisher nicht vorhergesehenes Risiko: Es könnte selbst in vermeintlich ungefährdeten Gebieten Erdbeben verursachen. Diese wären zwar meist nicht schwerwiegend, reichten aber aus, um die CO2-Reservoire undicht werden zu lassen, warnen US-amerikanische Forscher im Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“. Das in den Untergrund gepumpte Gas erhöhe den Druck im Gestein und lasse dadurch kleine, zuvor nicht entdeckte Verwerfungen verrutschen. Einen ähnlichen Effekt habe man schon wiederholt festgestellt, wenn Wasser in tiefe Bohrlöcher gepumpt wurde, berichten die Wissenschaftler. Das Risiko, durch die CO2-Speicherung solche Erdbeben auszulösen, enge die Wahl der geeigneten Standorte für solche Anlagen sehr stark ein – und mache diese technische Maßnahme gegen den Klimawandel teuer und riskant.

Seit einigen Jahren wird diskutiert, das von Kraftwerken produzierte CO2 abzuscheiden und in ehemaligen Gaslagerstätten oder in Salzstöcken zu speichern. Diese Technik wird auch als Carbon Capture and Storage (CCS) bezeichnet. Bisher existieren weltweit nur einige kleine Pilotanlagen, in denen unter anderem die Sicherheit dieser Technologie erprobt wird.

„Fast überall im Inneren der Kontinente gibt es alte Verwerfungen in der Erdkruste, die unter Spannung aktiv werden können“, konstatieren Mark Zoback und Steven Gorelick von der kalifornischen Stanford University. Die meisten von ihnen seien klein und würden bei den üblichen Voruntersuchungen für potenzielle Lagerstätten übersehen. Pumpt man nun in der Nähe dieser Verwerfungen Wasser oder Gas in die Tiefe, steigt der Druck in den winzigen Poren des Gesteins an, wie die Forscher erklären. Das unter Spannung ineinander verhakte Gestein kann sich dadurch ruckartig lösen und verrutscht – ein Erdbeben ist die Folge.

Schon wenige Zentimeter Versatz könnten Lecks verursachen

„Unsere Hauptsorge ist nicht, dass die CO2-Speicherung große Erdbeben auslösen könnte“, erklären die Forscher. Sie könne aber schwache bis mittlere Beben etwa der Magnitude 4 verursachen. Diese richteten an der Oberfläche kaum Schäden an. Im Untergrund verschiebe sich das Gestein dabei aber mindestens um mehrere Zentimeter. Bereits dieser geringe Versatz reiche aus, um Risse in den Wänden eines CO2-Reservoirs entstehen zu lassen. Dann bestehe die Gefahr, dass das Gas bis an die Oberfläche dringe und möglicherweise sogar Menschen gefährde.

„Allein im Jahr 2011 hat es eine ganze Reihe von kleineren Erdbeben in den USA gegeben, die durch die Injektion von Abwasser in den Untergrund ausgelöst wurden“, sagen die Forscher. Messungen in einem Bohrloch der Pilotanlage Mountaineer in West Virginia ergaben ähnliches auch für CO2: Maximal ein Prozent von den sieben Millionen Tonnen CO2, die dieses Kraftwerk pro Jahr ausstößt, dürfte man gefahrlos in den Untergrund pumpen, wolle man kein Erdbeben riskieren.

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Zu wenig geeignete Standorte

Nach Ansicht der Forscher kämen nur sehr poröse Gesteinsschichten als CO2-Reservoir in Frage. Diese müssten gut gegenüber der Umgebung abgeschlossen sein und ausgedehnt genug, um auch größere Mengen von CO2 aufnehmen zu können. Solche Formationen – wie das Sleipner-Gasfeld vor der norwegischen Küste – seien aber auf den Kontinenten eher dünn gesät. „Die große Frage ist daher, ob wir überhaupt so viel CO2 geologisch lagern können, dass der gewünschte Klimaeffekt auftritt“, schließen die Forscher.

Für ihre Studie hatten die Wissenschaftler die seismische Aktivität im Inneren der Kontinente Nordamerika und Asien und die Verteilung der Verwerfungen dort analysiert. Außerdem werteten sie Fälle von künstlich ausgelösten Erdbeben und die Ergebnisse von CCS-Pilotprojekten aus. (doi: 10.1073/pnas.1202473109)

(Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 19.06.2012 – NPO)

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