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Scherzone (Geologie)

Eine Scherzone ist eine bedeutende tektonische Unstetigkeitsfläche der Erdkruste und des Oberen Mantels.

Ihre Entstehung lässt sich auf einen nicht homogenen Verformungsprozess zurückführen, dessen Energie auf ebene oder leicht gebogene Störungsflächen konzentriert wird. Dazwischenliegende (Krusten-) Bereiche bleiben von größeren Verformungen relativ unberührt. Aufgrund von Scherbewegungen des umgebenden rigideren Mediums kann in Scherzonen eine rotationelle, nicht-koaxiale Komponente induziert werden. Da diese Unstetigkeitsflächen gewöhnlich verschiedene Tiefenbereiche durchziehen, erzeugen sie ein breites Spektrum unterschiedlicher Gesteine

Bedeutung in der Geothermie

Scherzonen sind, oft ausgedehnte, Zonen erhöter Porosität und Wasserwegsamkeit (Permeabilität). Sie können große Mengen an Thermalwasser speichern. Sie ermöglichen so ausreichende Fündigkeit hydrothermaler Gothermieanlagen in ansonsten zu dichtem Gestein. Die Mächtigkeit solcher Störungszonen kann durchaus mehrere hundert Meter betragen. Größere Störzonen können also durhaus ein ausreichendes Volumen haben, um selbst, bei entsprechender Wasserführung, als Aquifer angesprochen zu werden.

Aus den genannten Gründen wird vorgechlagen, die petrothermale Geothermie zu unterteilen in:

  • geschlossene Systeme (closed systems). Hier kann die im Gestein, auch im Grundgebirge, gespeicherte Wärme nur durch küntliche Wärmetauscher erschlossen werden. Es ist eine Reservoirbehandlung, z. B. durch hydraulische Stimulation von Nöten. Diese Systeme werden oft auch als HDR bezeichnet. Als Wärmetauscher bieten sich Multi-Frac Systeme an. In jedem Falls ist der Betrieb des Systems mit einer gewissen Druckbeaufschlagung verbunden.
  • offene Systeme (open systems). Diese Systeme, die vorwiegend auch im Grundgebirge entwickelt werden, stützen sich auf vorab vorhanden Störungszonen, die a priori schon eine ausreichende Porosität und Permeabilität haben, so dass eine gesonderte Stimulationsbehanlung nicht notwendig ist. Auch diese Systeme können die Energie vorwiegend aus dem Gestein beziehen und daher petrothermal sein. Zum Betrieb sind in der Regle keine großen Zusatzdrucke notwendig was das Reaktivierungspotenzial auf den Störungen mindert und somit auch die Ursache für erhöhte induzierte Seismizität.

Entsprechend der TAB-Studie (2003) enthällt die Summer der Störzonen in Deutschland ein deutlich höheres Erdwärmepotenzial als die klassischen Poren- oder Kluftaquifere.

Weblink

https://de.wikipedia.org/wiki/Scherzone

Literatur

Zum Download der TAB Studie 2003

zuletzt bearbeitet Februar 2021