Geothermie in Deutschland Teil 2: "Geothermisches Potential der jungen Vulkankomplexe des Osteifel Vulkanfeldes."

Mein vorheriger Eintrag erklärte uns, dass unter kleinen Vulkanfeldern keine nennenswerte thermische Anomalien entstehen können, da die Magmenkammern in zu großen Tiefen liegen. Es gibt in der Osteifel jedoch drei Lokalitäten (Rieden-Caldera, Wehrer-Kessel und Laacher See-Caldera) an denen kleine Magmakammern bis in mindestens 6 km Tiefe aufgestiegen sind. Damit unterscheidet sich die Osteifel von einem "normalen" Vulkanfeld (z.B. Westeifel), was durch die Abwesenheit von oberflächennahen Magmenkammern charakterisiert ist.
Könnte vielleicht unter diesen drei größeren Vulkankomplexen das Gestein heiß genug für die Erschließung von Geothermie sein?

Die Abbildung zeigt nun einen Schnitt durch die oberen 10 km der Kruste mit einem Geotherm von 15°C pro Kilometer. An der Basis des Schnittes, befindet sich eine Magmakammer, die in ihrer Größe der des Laacher See Vulkans entspricht.

Der obere Teil in lila besteht aus dem eruptionsfähigen (phonolithischen-) Magma und umfasst ein Volumen von 6 km³. Die rote Basis ist eine mafische Lage die noch einmal 3 km³ umfasst und nicht eruptiert.

Direkt nach der massiven Eruption ist der Schlotbereich erhitzt und an der Oberfläche herrschen direkt unter dem Krater eine Temperatur von über 400°C! Die mafische Lage an der Basis der Magmakammer ist nicht eruptiert, da sie an magmatischen Gasen verarmt als kristallreiche, dichte Lage immobil bleibt.

Lassen wir nun das System abkühlen und die Zeit verstreichen bis das Modell das heutige Alter des Laacher See Vulkans erreicht hat.

Die mafische Lage an der Basis der Magmakammer ist nun erstarrt. Seismisch gibt es nun keinen Hinweis mehr auf eine Magmakammer. Der Schlotbereich ist jedoch noch sehr heiß.

Der Geotherm erreicht im Bereich des Kraters schon in 1.5 km Tiefe eine Temperatur von 150°C. Die für die Geothermie notwendigen Temperaturen sind dort also schon in geringen Tiefen verfügbar. Dies belegen auch die Quellen um den Laacher See, sie haben eine leicht erhöhte Temperatur von 20°C. Diese Temperatur wird im Modell in 1 km Tiefe erreicht und deckt sich also ganz gut mit den Beobachtungen. Als Nächstes betrachten wir den Fall, wenn das Modell das Alter des Wehr Vulkans von 150.000 Jahren erreicht.

 

Die Wärme der abkühlenden Magmakammer breitet sich konduktiv in das umgebende Gestein aus.

Die für die Geothermie erforderlichen 150°C werden nun in 4 km Tiefe erreicht. Als letztes untersuchen wir die älteste Caldera der Osteifel, dem Riedener Vulkankomplex. Dieser hatte vor über 300.000 Jahren seine letzte Eruption.

Die Magmakammer ist sichtlich kälter geworden und die Hitze ist weit in das umgebende Gestein gewandert.

Während die Magmakammer sich weiter abgekühlt hat wird die für die Geothermie nötige Temperatur nun in 4.5 km Tiefe erreicht.

Dieses Modell hat uns gezeigt, dass es in Vulkanfeldern mit oberflächennahen Magmenkammern in der Tat erschließenswerte Geothermiestandorte gibt. In allen drei Fällen aus der Osteifel, besonders am Laacher See, sollte eine schlotnahe Bohrung einen erhöhten Geotherm vorfinden. Das Problem bei diesem Modell ist, dass bei diesen drei Vulkanen, die ja Calderen sind, der Untergrund stark zerrüttet ist. Eine geothermische Erschließung währe wohl mit viel Aufwand verbunden. Ebenfalls lässt die Tatsache, dass diese drei Wärmeanomalien räumlich sehr begrenzt sind, die Attraktivität sinken.

Modelling Program:

Wohletz, K.H., 1999, KWare Heat3D software for multithreaded, 3-D,
heterogeneous heat flow simulation. Los Alamos National Laboratory Computer
Code LA-CC 99-27 (http://geodynamics.lanl.gov/Wohletz/Heat.htm), Los Alamos
New Mexico.

http://rapidshare.com/files/450922284/Magmakammercooling.avi
Das Video zeigt die Abkühlung der Magmakammer bis zum thermischen Gleichgewicht nach 3.5 Millionen Jahren.