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Im Frühjahr führen wir eine 1 000 Meter tiefe Forschungsbohrung in Krefeld durch. Im Rahmen des landesweiten Untersuchungsprogrammes „Geowärme – Wir erkunden NRW.“ wird ein bestimmter Kalkstein, der sogenannte „Kohlenkalk“, näher untersucht. Er ist vor ca. 363 – 340 Mio. Jahren, während der späten Devon- bis frühen Karbon-Zeit, entstanden. Dieser Kalkstein ist interessant für die Nutzung hydrothermaler Geothermie. Die erhobenen Daten und Informationen fließen in unsere geologischen Karten und 3D-Untergrundmodelle ein. Danach werden sie der Öffentlichkeit in unseren Internetportalen zur Verfügung gestellt.
Bohrkerne liefern ein naturgetreues Abbild der durchbohrten Schichten und damit ungestörte Proben. Sie ermöglichen eine genaue Untersuchung von unzugänglichen Gesteinsschichten. Sie bringen neue Erkenntnisse über den Aufbau, die Mächtigkeiten und die Lagerung der Gesteine im Untergrund sowie über die erdgeschichtliche Entwicklung einer Region. Unsere Geowissenschaftler*innen beschreiben die Bohrkerne detailliert und nehmen Proben zur Untersuchung ihres Alters sowie ihrer geochemischen und -physikalischen Eigenschaften: zum Beispiel Mineralzusammensetzung, Korngröße, Porosität, Wärmeleitfähigkeit. Die gewonnenen Daten und die hieraus abgeleiteten geologischen Karten und 3D-Modelle sind wichtige Grundlagen für die ressourcenschonende und nachhaltige Landes- und Regionalplanung. Sie liefern unverzichtbare Informationen beispielsweise für die Erdwärmenutzung, den Grundwasserschutz oder zum Erkennen und zur Abwehr potenzieller Geogefahren.
Der Kohlenkalk entstand in einem flachen Schelfmeer aus dem Fossilschutt der dort damals lebenden Organismen. Auch in Krefeld kommen diese Kalksteine vor und befinden sich am ausgewählten Bohrpunkt in nicht allzu großen Tiefen. Gerade für die hydrothermale Geothermie sind diese Gesteine besonders interessant, da sie verkarstungsfähig sind. Das bedeutet, sie können viele Hohlräume aufweisen, durch die in größeren Tiefen warmes Wasser fließen könnte. Die Kalksteine können in Tiefen zwischen 400 und etwa 725 Metern angetroffen werden. Ziel ist es, mit der Bohrung den Kohlenkalk in seiner gesamten Mächtigkeit von etwas mehr als 300 Metern vollständig zu erbohren. Da der Kohlenkalk tatsächlich auch tiefer liegen könnte als bisher vermutet, wird die Bohrung bis max. 1 000 Meter Tiefe angesetzt. Sie wird jedoch beendet, sobald im Untergrund Sandsteine der Oberdevon-Zeit (363 Mio. Jahre und älter) erreicht werden. Die durch detaillierte Untersuchungen im Bohrloch sowie anhand der Bohrkerne gewonnenen Informationen zum Kohlenkalk und seiner Beschaffenheit können auf die umliegenden Gebiete übertragen werden. Die Untersuchungsergebnisse sind also repräsentativ für den Untergrundaufbau der Region.
09.04.: Neben den getrockneten Spülproben liegen auch schon die ersten Bohrkerne bis 316 Meter auf den Tischen unseres Probenbearbeitungsraumes. Am Bohrplatz ist das Team mittlerweile bei 332,17 Metern angekommen. Wir befinden uns noch im Oberkarbon. Die Tonsteine sind weiterhin geschiefert, weisen Spiegelharnische auf und an einigen Stellen pyritische Lagen. Wegen seines goldenen Glanzes wird das Mineral Pyrit mit der chemischen Formel FeS2 auch als Katzengold bezeichnet.
Links: Bohrkern bei 316 Metern Tiefe, rechts: Bohrkerne, die bisher bei uns zur Untersuchung angekommen sind.
07.04.: Der spannende Teil der Forschungsbohrung hat begonnen: Seit gestern werden die ersten Festgesteine aus der Tiefe an die Oberfläche gezogen. Gestartet sind wir mit dem Seilkernbohrverfahren in 291 Metern Tiefe und befinden uns gerade bei ca. 303 Metern. Bei den Gesteinen handelt es sich um geschieferte Tonsteine der Oberkarbon-Zeit. Die ersten Kerne sind auch schon im GD NRW eingetroffen und werden dort von unseren Geologen Stephan und Sören genauer untersucht.
Links: Bei einer kurzen Untersuchung der Gesteine fiel ein Spiegelharnisch auf, rechts: Bohrkern aus 300,80 bis 301,60 Metern Tiefe.
31.03.: Das Bohrteam hat bei 276 Meter Sandsteine der Oberkarbon-Zeit und damit Festgestein erreicht. Weiter geht es mit der Zementierung einer Schutzverrohrung bis in 291 Meter Tiefe. Dieser Schritt ist wichtig, um das Grundwasser zu schützen und um zu verhindern, dass Lockergestein aus den oberen Schichten ins Bohrloch fällt. Anschließend wird ohne Schutzverrohrung im Festgestein weitergebohrt. Ab diesem Punkt werden 6 Meter lange Bohrkerne zutage gefördert. Nachts sind es 3 Meter, damit wir den Lärmschutz einhalten.
Vereinfachte Darstellung der Maßnahmen für den Grundwasserschutz am Bohrplatz. In Gelb markiert ist der jetzige Arbeitsablauf: Die Schutzverrohung wird mit Zement hinterfüttert.
26.03.: Seit gestern wird bereits fleißig durch die Lockergesteine der Tertiär-Zeit gebohrt. Begonnen wurde bei ungefähr 40 Metern. Und wie sieht es heute aus? Die Bohrung macht rasante Fortschritte, sodass der Bohrtrupp schon eine Tiefe von rund 220 Metern erreicht hat. Einige der geförderten Spülproben – also die Lockersedimente, die mithilfe der Bohrspülung regelrecht aus dem Loch geschwemmt werden – sind schon bei uns eingetroffen. Dort untersucht unser Geologe Sören nach und nach die geförderten Bohrproben. Bis 195 Meter Tiefe liegen die Lockergesteine auf dem Tisch, der Rest wird noch angeliefert. Derzeit befinden wir uns wahrscheinlich schon in den Schluffen der Rupel-Formation, denn die Sedimente unterscheiden sich von den überlagernden Feinsanden der Grafenberg-Formation. Diese Feinsande enthalten viele Reste von Muschelschalen, die mit bloßem Auge gut zu erkennen sind.
Links: Proben der Forschungsbohrung Krefeld auf den Tischen im Probenbearbeitungsraum, rechts: Nahaufnahme von Sedimenten der Grafenberg-Formation aus 52 Meter Tiefe mit Muschelschalenresten und einer röhrenförmigen Schale eines Kahnfüßers (rot umrandet).
19.03.:
Nach sorgfältiger Vorbereitung hat die bis zu 1 000 Meter tiefe Bohrung hinter dem Stadthaus in Krefeld begonnen. Zum Start waren viele Journalistinnen und Journalisten vor Ort, um sich ein eigenes Bild davon zu machen. Auch die Umweltdezernentin der Stadt Krefeld, Sabine Lauxen, war heute vor Ort und stand gemeinsam mit unseren Fachleuten Rede und Antwort.
Derzeit bahnt sich das Bohrgerät seinen Weg durch die kiesig-sandigen Flussablagerungen der Quartär-Zeit. Diese werden mithilfe der Bohrspülung nach oben befördert. Unsere Geologen Stephan und Sören erwarten den Übergang zu den Gesteinen der Tertiär-Zeit bei etwa 38 Metern. Ab dann wird zementiert und mit kleinerem Durchmesser weitergebohrt. Dieses Verfahren dient dem Schutz des Grundwassers.
Links: Kamerateam am Bohrturm, rechts: Interview mit Sabine Lauxen, Umweltdezernentin der Stadt Krefeld
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