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GeoMol - Forschungsvorhaben

Der tiefe Untergrund der Alpenvorlandbecken birgt eine Vielzahl natürlicher Ressourcen und Speicherkapazitäten, sogenannte Geopotentiale, die für die Förderung und nachhaltige Bewirtschaftung grüner Energien zur Verfügung gestellt werden können: Die über 5000 m tiefen „Molasse“-Becken am Rande der Alpenkette bieten ein reichhaltiges geothermisches Potenzial und Speicherkapazitäten für Netzenergie, Gas oder CO2. Die Nutzung dieser Geopotenziale wird in starkem Wettbewerb mit bestehenden Öl- und Gasforderungen und Grundwasserproblemen stehen. Daher erfordert die Bewertung von Geopotenzialen einen ganzheitlichen und länderübergreifenden Ansatz, der auch geologische Gefahren wie Seismizität berücksichtigt sowie die Auswirkungen der Nutzung und deren gegenseitige Beeinflussung, insbesondere in dicht besiedelten Gebieten, abschätzt.

Im Rahmen des transnationalen Projekts GeoMol, gefördert durch das Alpenraumprogramm 2007-2013, im Rahmen der „Europäischen Territorialen Zusammenarbeit (EFRE)“ bereiteten sich von September 2012 bis Juni 2015 Partner aus Österreich, Frankreich, Deutschland, Italien, Slowenien und der Schweiz vor Daten zu den geologischen Strukturen des Molasse- und Po-Beckens, um der länderübergreifenden Entscheidungsfindung zu dienen und diese auch der interessierten Öffentlichkeit zugänglich zu machen. GeoMol liefert konsistente dreidimensionale Untergrundinformationen auf der Grundlage kohärenter Bewertungsmethoden und gemeinsam entwickelter Kriterien und Richtlinien. Die Verbesserung des allgemeinen Wissens über den Untergrund in den Alpenvorlandbecken trägt dazu bei, hausgemachte, dezentrale grüne Energie durch die Nutzung von Geopotenzialen und die Nutzung unterirdischer Speicherkapazitäten zu stärken. Es verbessert auch die geologischen und strukturellen Kenntnisse der Becken und unterstützt die Erdbebengefährdungsbeurteilung insbesondere der Po-Ebene.

Steckbrief

Programm/ Zuschussgeber	Alpine Space Programme - EFRE
Akronym	GeoMol
Titel/ Thema	Assessing subsurface potentials of the Alpine Foreland Basins for sustainable planning and use of natural resources
Identifikation/ Zuwendungsnummer	-
Durchführungszeitraum	2007-2013
Geschätzte Kosten/ Zuwendungsbetrag	-
Sonstiges	-

Wesentliche Forschungsschwerpunkte

Das umfassende Verständnis des tiefen Untergrunds ist die zwingende Voraussetzung für die Bewertung von Untergrundpotenzialen im Sinne einer nachhaltigen Bewirtschaftung und effizienten Nutzung von Geopotenzialen unter Vermeidung von Nutzungskonflikten und Risikogebieten. Die Beurteilung des Untergrundes muss daher auf einer fundierten und ganzheitlichen dreidimensionalen Beurteilung der Grundlagen basieren und erfordert grenzüberschreitend kohärente Informationen über die Strukturen und Eigenschaften des Untergrundes. Eine große Herausforderung bei der 3D-Geologiemodellierung bis in große Tiefen ist die Verfügbarkeit von Daten mit ausreichender Verteilung und Auflösung. Die geologischen 3D-Modelle von GeoMol basieren auf seismischen Daten, verstreuten und gebündelten Bohrlochnachweisen und den konzeptionellen Modellen der Beckenentwicklung.

Der mit Abstand größte Datenpool sind seismische Schnitte und neuerdings auch 3D-seismische Untersuchungen. Als Grundlage für die 3D-Modellierung wurden mehr als 28.000 km seismische Linien ausgewählt. Diese Daten stammen aus mehreren Quellen und unterschiedlichen Entstehungsdaten und unterliegen heterogenen Interpretationen, die in den letzten Jahrzehnten mehrere Paradigmenwechsel durchlaufen haben. Daher ist es wichtig, die Daten vor der weiteren Analyse hinsichtlich technischer Parameter und Inhalte zu standardisieren und dabei die technischen Fortschritte in der seismischen Verarbeitung zu nutzen: Es wurde versucht, alle Leitungen auf den gleichen Referenzpegel, die gleiche Amplitude und den gleichen Schritt der Signalverarbeitung einzustellen um Fehlanpassungen an Kreuzungen und an den Landesgrenzen zu vermeiden. Nach Anwendung der gesamten Abfolge von Verarbeitungsschritten von gescannten Papierplots bis hin zu gefilterten, nach dem Stapeln migrierten SEG-Y-Dateien können Strukturmerkmale genauer identifiziert werden und bestimmte seismische Muster können bei der Interpretation des Sedimentaufbaus (Fazies) verwendet werden, was von entscheidender Bedeutung ist zur Festlegung von Bereichen mit ausreichender hydraulischer Leitfähigkeit von Grundwasserleitern, z.B. zur geothermischen Nutzung. Um die Genauigkeit und Reichweite korrelierender Gesteinseigenschaften und ihrer seismischen Signatur zu verbessern, wurden mehrere synthetische Seismogramme auf der Grundlage von Bohrlochmessungen erstellt und mit den Bohrprotokollen parallelisiert.

Das 3D-Modellierungsverfahren von GeoMol besteht aus mehreren Arbeitsabläufen, die auf die spezifischen Bedürfnisse jedes Partners zugeschnitten sind, abhängig von der verwendeten 3D-Modellierungssoftware und davon, ob im Zeit- oder Tiefenbereich modelliert wird. Bei der Modellierung im Zeitbereich erfolgt die Kalibrierung der Schichtoberflächen durch die Rückumrechnung der Bohrlochdaten in den Zeitbereich, basierend auf den für viele Bohrungen verfügbaren Kontrollschussdaten. Regionalisierte Geschwindigkeitsmodelle zur Zeit-Tiefen-Konvertierung werden erst in einem späten Stadium der Modellierung angewendet, um bei Bedarf eine spätere Modellverfeinerung durch zusätzliche seismische Abschnitte zu erleichtern. Die stratigraphische Unterteilung der Alpenvorlandbecken hat sich aus regionalen Ansätzen entwickelt und spiegelt die komplexe Beckenentwicklung wider.

Daher erfordert die grenzüberschreitende Arbeit auch eine semantische Harmonisierung der verschiedenen – historisch gewachsenen – Nomenklaturen und die Angleichung stratigraphischer Besonderheiten, um die Korrelation einer einheitlichen stratigraphischen Säule mit den markanten seismischen Reflektoren zu ermöglichen, die über das gesamte Becken nachweisbar sind. Kernstück des GeoMol-Projekts ist ein strukturelles 3D-Untergrundmodell der Haupteinheiten der gesamten Nordmolasse, das den Rahmen bietet, um alle bestehenden und neu entstehenden Modelle in ihre tatsächliche räumliche Umgebung einzupassen. Fünf detaillierte Modelle in Pilotgebieten wurden erstellt, um spezifische Fragen der Untergrundnutzung und/oder des seismischen Risikos abzudecken, die die Nutzung von Geopotentialen behindern könnten. Diese Modelle bestehen aus bis zu 13 litho-stratigraphischen Einheiten, die von der känozoischen Beckenfüllung bis hin zu mesozoischen und spätpaläozoischen Sedimentgesteinen und dem kristallinen Grundgebirge reichen.

Kooperationspartner

Amt der Oberösterreichischen Landesregierung (LandOö)

Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU)

Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM)

Geologische Bundesanstalt Österreich (GBA)

Geoloki zavod Slovenije (GeoZS)

Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)

Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau Baden-Württemberg (LGRB)

Regionalverband Bodensee-Oberschwaben (RVBO)

Regione Emilia-Romagna, Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli (RER-SGSS)

Regione Lombardia - Direzione Generale Territorio e Urbanistica (RLB)

Republique et Canton de Genève, Office de lenvironnement (DSPE)

Schweizerisches Bundesamt für Energie (BfE)

Schweizerisches Bundesamt für Landestopografie (swisstopo)

Technische Universität Bergakademie Freiberg (TU BAF)

Testgebiete, Untersuchungsgebiete

Das GeoMol-Projektgebiet umfasst die Alpenvorlandbecken innerhalb der Alpenraum-Kooperationszone. Der Tätigkeitsschwerpunkt von GeoMol liegt in fünf Test- und Pilotgebieten, vier im nördlichen Molassebecken, eines im südlichen Po-Becken, die sich jeweils auf eine spezielle Frage der unterirdischen Potenzialnutzung oder auf natürliche Nutzungsbeschränkungen aufgrund geologischer Risiken konzentrieren.