Wieso kommt es bei Geothermie-Projekten zu Erdbeben?

Letztes Wochenende bebte die Erde in St. Gallen mit einer Stärke von 3,6 Magnitude. Ähnliche Beben ereigneten sich bei den letzten Schweizer Geothermieprojekten in Zürich und in Basel. Die Erschütterungen entstehen, wenn man in der Tiefe den Fels aufspaltet.

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Bildlegende: Bohrloch: Von hier aus treiben die Ingenieure den Bohrkopf bis in Tiefen von 5000 Metern. Keystone

So funktioniert Geothermie

0:26 min, vom 20.6.2013

Um die Erdwärme in der heissen Erdkruste an die Oberfläche zu bringen, braucht man Wasser. Es wird durch ein Bohrloch in Tiefen von etwa 5000 Meter gepumpt und über ein zweites Loch zurück an die Oberfläche geholt. Dort gewinnen die Kraftwerkbetreiber mit dem aufgeheizten Wasser Energie. Um den Kreislauf zu ermöglichen, muss in der Erdkruste eine Verbindung zwischen den Bohrlöchern hergestellt werden. Dafür spaltet man das Erdreich auf.

Mit hohem Druck pumpen die Ingenieure Wasser in ein Bohrloch. Die kleinen und grossen Spalten in der Erdkruste füllen sich und es entsteht in ihrem Inneren ein hoher Druck. Dieser wirkt in den Spalten wie ein Wagenheber und hilft, die Zwischenräume auseinander zu drücken. Dabei wirkt das Wasser zusätzlich wie ein Schmiermittel zwischen den Gesteinsmassen.

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Geothermie

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Bei diesem Prozess beginnen sich die bestehenden Spannungen in der Erdkruste zu lösen und die Gesteinsschichten verschieben sich in eine neue, dauerhafte Position. Durch diese Risse und Spalten kann das Wasser später zirkulieren. Solche kleine Verschiebungen im Erdreich gibt es regelmässig, doch sie werden nur von seismologischen Geräten erkannt. Kommt es aber zu einer grossen Verschiebung, nehmen wir sie als Erdbeben war.

In St.Gallen traf man beim Bohren auf ein Gasvorkommen und musste in einer Notfallsituation das aufsteigende Gas zurück drängen, indem man Wasser mit hohem Druck hinunter pumpte – was dann mit grosser Wahrscheinlichkeit das Erdbeben ausgelöst hat. Derzeit untersuchen Experten die Vorkommnisse.