Kontinentales Tiefbohrprogramm KTB

Tiefbohrung in Windischeschenbach

Das Kontinentale Tiefbohrprogramm KTB wurde als Großforschungsvorhaben der deutschen Geowissenschaften 1987 in Windischeschenbach in der

Oberpfalz begonnen. Man kam bis auf eine Tiefe von 9100 m. Mit Hilfe eines Tiefenobservatoriums im Bohrloch wird seitdem der geheimnisvolle Erdmantel erforscht, der uns den Vulkanismus und die Erdbeben bringt.

Kontinentales Tiefbohrprogramm KTB in Windischeschenbach/Oberpfalz

Der Bohrturm

, in dem der sogenannte Pipehandler untergebracht ist, hat eine Höhe von 83 m und ist schon von weitem zu sehen. Man kann das Areal besichtigen, außerdem ist ein Museum vorhanden, welches geologische Themen erklärt.

Verschiedene

Bohrgestänge

und

Bohrköpfe

sind noch vorhanden, um den Besuchern einen Eindruck der Dimensionen zu vermitteln.

Diese

6-Zoll-Diamantbohrkrone

, eingesetzt von 480 bis 3893 Metern Tiefe, steht im Museum der nahegelegenen Burg Neuhaus.

Verbogenes Bohrgestänge zeugt von den Gewalten, die beim Bohren herrschen.

Für die Tiefbohrung wurde eine

neuartige Bohrspülung

entwickelt, die nicht aus Erdöl besteht, sondern aus Wasser, einem Tonmineral und einem Polymer. Sie muss den Bohrkopf kühlen und schmieren und das zerkleinerte Gestein an die Oberfläche spülen.

Die Bohrspülung muss während des Bohrens gut zirkulieren können, in Bohrpausen oder wenn das Gestänge herausgezogen wird, muß sie aber verhindern, dass das Bohrklein absinkt und dadurch das Bohrloch im unteren Teil verstopft. Deshalb hat sie ein sogenanntes thixotropes Verhalten: Bei Bohrstillstand hat sie die Eigenschaften eines Gels, während des Bohrens die einer Flüssigkeit. Durch Schütteln der Flasche im Museum kann man die Änderung der Eigenschaften beobachten.

Die Aussage "unsere

Erde ist eine Kugel" stimmt nicht ganz. Genau genommen ist sie zunächst mal ein Rotationsellipsoid, d.h. der Erddurchmesser ist von Pol zu Pol um 42 km kürzer als am Äquator. Der Grund ist ganz einfach der Einfluss der Fliehkraft durch die Erddrehung.

Außerdem ist die Masseverteilung im Erdmantel sehr ungleichmäßig. Erhöht man die Unterschiede zur Verdeutlichung im Modell, entsteht die sogen.

Potsdamer Kartoffel

. Der Name weist auf Berechnungen des GeoForschungsZentrums GFZ Potsdam (Helmholtz-Zentrum Potsdam) zur Masseverteilung der Erde hin.

Diese ungleichmäßige Verteilung und die Tatsache, dass der Erdmantel schon in relativ geringer Tiefe unter unseren Füßen zähflüssig bis flüssig wird, führt übrigens zu einer erstaunlichen Theorie zur Erklärung der in vielen Mythen erwähnten Sintfluten und der ebenfalls in verschiedenen Völkern unabhängig voneinander entstandenen Berichte, dass die Sonne in der Antike zumindest zeitweise im Westen aufging oder vorübergehend stillstand. Das ist sogar in der Bibel erwähnt:

Buch Josua, Kap. 10, Vers 13 (...und die Sonne verzog unterzugehen einen ganzen Tag). Ausführliche Erklärungen dazu finden Sie im Netz in der kostenlos online lesbaren Ausgabe des sechsbändigen Werkes

"Die Geschichte des Altertums in neuer Sicht" von Herbert Gabriel.

Der für uns so fest erscheinende Erdboden ist in Wirklichkeit nur eine dünne Haut auf dem glühenden und flüssigen Erdinnern. Durch die Erddrehung und thermische Effekte ist das Magma unter uns ständig in Bewegung. Großräumige Strömungen des flüssigen Gesteins nennt man Konvektionsströme. Diese und auch die Erddrehung direkt, führen dazu, dass sich die "dünne Haut", auf der wir leben, ebenfalls bewegt. Zwar nur sehr langsam, aber da es sich um große Massen handelt, ist die Bewegungsenergie doch recht groß. Verhaken sich Teile der Erdkruste, die sich verschieden bewegen, staut sich die Energie. Rutschen sie durch die größer werdenden Kräfte plötzlich ab, entlädt sich die Energie und wir haben ein Erdbeben. Auf einem

Erdbebensimulator

im Museum lassen sich verschiedene Erdbeben erleben.

Besonders an Stellen, an denen sich Platten auseinanderbewegen, kann Magma nach oben dringen. Aber auch dort, wo Risse entstehen oder die Kruste sehr dünn ist, entstehen Vulkane.

Vergleicht man das sehr tiefe Loch von 9,1 Kilometern mit dem Erddurchmesser von 12756 Kilometern, erkennt man erst, wie winzig klein der Nadelstich in unsere Erde in Wirklichkeit ist. Schon hier lässt sich das Gestein wegen der Hitze und dem Druck nicht mehr weiter bohren. Die Erdkruste ist bis zu 40 km dick, was im Verhältnis nicht mehr ist, als die Schale eines großen Apfels, und nicht mal diese können wir durchbohren!

Konvektionsströme (Abb.: Frei nach meinem Foto einer Info-Tafel ohne Quellenvermerk)

Die Bewegung der verschiedenen "Apfelschalenteile" wird weltumspannend mit Satellitenmeßstationen festgehalten. Die Länge der Pfeile zeigt die Geschwindigkeit der Bewegung. Durch diese

Plattentektonik und Kontinentaldrift

haben sich im Lauf der Erdgeschichte unsere Erdteile gebildet. Die heutige Anordnung ist also auf lange Sicht nur vorübergehend. Man nimmt sogar an, dass sich unsere heutigen Kontinente in ca. 250 Millionen Jahren wieder zu einem Superkontinent zusammenfinden werden.

Zahlreiche Info-Tafeln im Museum erläutern ausführlich die Plattentaktonik und die erdgeschichtliche Entwicklung über die Jahrmillionen.

Auch dem langfristigen Verlauf des Erdklimas sind ausführliche Informationen gewidmet.

Die geografische Lage des Kontinentalen Tiefbohrprogramms hier bei Windischeschenbach ist natürlich nicht zufällig. Es wurde am Schnittpunkt der tektonischen Erbendorflinie im Norden, der Fränkischen Linie im Westen und der Luhe-Linie im Süden platziert, tektonischen Störungen, deren aktive Phasen 100 Millionen Jahre und mehr zurückreichen.

Wirft ein Vulkan flüssige Gesteinsfetzen aus, kommt es vor, dass diese beim Auswurf in Rotation versetzt werden. Während sie durch die Luft fliegen, nehmen sie durch die Drehung und den Luftwiderstand zylinderförmige oder spindelförmige Gestalt an und erkalten dabei. Man findet sie nach einem Vulkanausbruch als sogenannte Spindelbomben. Im Museum ist eine solche aus dem

Vesuv stammende zu sehen.

Ein Wort noch zu "unseren" Erdbeben: Wie auf der Karte oben zu sehen, gibt es im Bereich des Dreiländerecks Bayern - Sachsen - Tschechien (Vogtland) eine Häufung von Erdbeben. Dass daraus noch keine Katastrophe entstand, ist dem Umstand zu verdanken, dass sich die im Untergrund aufgebaute Spannung immer wieder in sogenannten Schwarmbeben entlädt. Der letzte größere Schwarm fand im Winter 1985/86 statt. Er reichte immerhin aus, im Fichtelgebirge die Gläser im Schrank klirren zu lassen. Größere Schäden entstanden jedoch nicht. Eine Gefahr entstünde, wenn diese Schwärme über längere Zeit ausblieben. Das hieße nämlich, dass sich im Untergrund eine große Spannung aufbaut, die sich (noch) nicht entladen kann!

Schwarmbeben im Dreiländereck Bayern - Sachsen - Tschechien

Im benachbarten Tschechien, bei

Franzensbad, kann man die vulkanischen Erscheinungen an der Erdoberfläche beobachten. Gasquellen, sogenannte Mofetten, stoßen vor allem Kohlenstoffdioxid aus. Das ausgestoßene Gas enthält auch eine kleine Menge Helium. Anhand des Verhältnisses zwischen dessen Isotopen Helium-3 und Helium-4 kann man Rückschlüsse auf die vulkanischen Aktivitäten des Magmas in der Tiefe ziehen.

Besonders beobachtet wird in dieser Hinsicht die Mofette Bublak, östlich von Franzensbad. Rechts ein Video dieser Gasquelle. Der Gasausstoß ist ziemlich gleichmäßig rund um die Uhr.