Geowissenschaftliche Modelle

Den Boden unter unseren Füßen zu nutzen - etwa durch Brunnen oder Bergwerke -, hat eine lange Tradition und war oft ein starker Pfeiler der Wirtschaft. Auch im Rahmen der Energiewende kann der Untergrund genutzt werden, etwa um nachhaltige Energie zu gewinnen (Geothermie) oder zu speichern (Kälte, Wärme, Wasserstoff). Dazu braucht es konkrete Kenntnisse der geologischen Verhältnisse.

Den Aufbau und die Eigenschaften der Gesteinsschichten an potenziellen Standorten erkunden die Geowissenschaftlerinnen und Geowissenschaftler am Fraunhofer IEG mit modernsten Mitteln im Labor und im Feld. Im Labor vermisst beispielsweise ein Röntgentomograf die Struktur des Gesteins. Auch werden unter realitätsnahen Bedingungen die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Proben aus Aufschlüssen und Bohrungen bestimmt, um die geologische Geschichte der Proben zu studieren. Am Computer werden die Daten zu einem dreidimensionalen digitalen Zwilling zusammengefügt und die Eigenschaften des Gesteinskörpers als Ganzes modelliert. In Feldtests werden die Modelle zum Beispiel mit seismischen Messungen validiert. Auf diesem Fundament bestimmen die Expertinnen und Experten das Potenzial eines bestimmten Gesteinskörpers und bewerten die Wege der Erschließung.

Typische Anwendungsfelder können Nahe unter der Erdoberfläche liegen wie Tunnel, Trinkwasserbrunnen oder Versorgungsinfrastrukturen. Oder sie können mehrere Kilometer hinabreichen wie die Tiefe Geothermie oder Wasserstoff-Gasspeicher. Zu den Projektpartnern gehören Stadtwerke, Bergwerkzulieferer, industrielle Wärmekunden und Wohnungsbaugesellschaften.

© Fraunhofer IEG
Strukturen in Gesteinen wie hier an einem Felsen an der Oberfläche, erlauben den Expertinnen und Experten Rückschlüsse auf die die Gesteinsgeschichte.
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Unter dem Mikroskop kann man an Gesteinsdünnschliffen viele Details erkennen.
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Computermodelle erlauben die detaillierte Prognose der Eigenschaften großer Gesteinsvolumen im Untergrund.