Zukünftige magmatische Aktivität in Deutschland

Einleitung

Für ein sicheres Endlager für hoch-radioaktive Abfälle sind zukünftig mögliche Prozesse, darunter magmatische Aktivität, die Auswirkungen auf die Langzeitstabilität haben können, kritisch zu bewerten. Nach dem Standortauswahlgesetz (StandAG) sind Gebiete nicht als Endlagerstandort geeignet, wenn quartärer Vulkanismus vorliegt oder zukünftig (d. h. innerhalb der nächsten 1 Mio. Jahre) vulkanische Aktivität zu erwarten ist (§ 22 Abs. 2 Nr. 5 StandAG). Während die Verbreitung des quartären Vulkanismus ausreichend gut bekannt ist, ist die zu künftige Entwicklung ungewiss, da eine Vielzahl von Prozessen und deren Wechselwirkungen die räumliche Verteilung vulkanischer Zentren innerhalb von Kontinentalplatten beeinflussen. Im Projekt „Magmatismus“ des Fachbereichs B3.1 wurde eine semiquantitative multikriterielle Methode entwickelt, mit der das relative Potential zukünftiger magmatischer Aktivität deutschlandweit bestimmt werden kann.

Gabriela von Goerne: Das Standortauswahlverfahren

Das StandAG ist der zentrale Leitfaden für die Suche nach einem Endlager für hoch-radioaktive Abfälle in Deutschland. Es gliedert sich in drei Phasen, die sukzessive die potenziellen Standorte für ein Endlager eingrenzen sollen. Grundvoraussetzung ist eine günstige geologische Situation, die im StandAG über Ausschlusskriterien, Mindestanforderungen und geowissenschaftlichen Abwägungskriterien bestimmt wird.

Alexander Bartels: Potentialbewertung einer zukünftigen magmatischen Aktivität in Deutschland

Für die Potentialbewertung einer zukünftigen magmatischen Aktivität in Deutschland wurde eine semi-quantitative multikriterielle Methode entwickelt, bei der verschiedene geowissenschaftliche Indikatoren berücksichtigt werden. Dabei liefern die verwendeten Indikatoren Informationen über mögliche Quellen von Schmelzen im Erdmantel, den Auf stieg der Schmelze durch die Lithosphäre und den Eruptionsprozess an der Erdoberfläche. Unter Berücksichtigung der Aussagekraft der Indikatoren hinsichtlich des Potentials einer zukünftigen magmatischen Aktivität sowie der zur Verfügung stehenden Daten konnten insgesamt 15 Indikatoren mittels 21 geeigneter Parameter quantifiziert und ausgewertet werden. Aus der Kombination aller betrachteten Parameter lässt sich ein multikriterieller Gesamtindex für eine potenzielle zukünftige magmatische Aktivität in Deutschland berechnen. Die Ergebnisse zeigen ein erhöhtes Potential auch außerhalb der quartären Vulkanfelder sowie innerhalb der noch im Standortauswahlverfahren befindlichen Teilgebiete.

Relativer Gesamtindex einer potentiellen zukünftigen magmatischen Aktivität in Deutschland Quelle: BGR

Lisa Rummel: Numerische Simulation zur Bildung von Schmelze im Mantel und deren Aufstieg

Die Ergebnisse numerischer Berechnungen können dazu beitragen, den gegenwärtigen geodynamischen Zustand der Litho- und Asthenosphäre und die damit verbundenen Schmelzpotentiale im Rahmen ihrer Unsicherheiten zu quantifizieren sowie mögliche Szenarien für einen zukünftigen Schmelzaufstieg (d. h. innerhalb der nächsten 1 Mio. Jahre) darzustellen. Als Parameter zur Bestimmung des relativen Potentials zukünftiger magmatischer Aktivität in Deutschland lassen sich sowohl die rezenten Schmelzpotentiale in der Litho- und Asthenosphäre als auch zukünftige thermomechanische Schwächezonen und Spannungszustände, welche als potentielle Aufstiegswege für Schmelzen angesehen werden bzw. deren Aufstieg zur Erdoberfläche begünstigen können, betrachten. Die Modellierung des gegenwärtigen Zustands der Litho- und Asthenosphäre und die numerische Simulation ihrer Dynamik erfolgte entlang von zwölf Profilschnitten bis in eine Tiefe von ≥ 150 km.

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