Forschungsthema 5 "Georessourcen" (RU5)

3D Vorhersage des in situ Spannungsfeldes und anthropogener Änderungen

Die Daten aus dem World Stress Map Projekt, das wir in der Sektion koordinieren, beschreiben den Spannungszustand nur punktuell und unvollständig. Insbesondere fehlen in der Regel Daten zu den Magnituden der drei Hauptspannungen, die notwendig sind, um die Kritikalität des initialen natürlichen Spannungszustandes zu quantifizieren. Um von punktuellen Daten zu einer 3D Beschreibung des Spannungsfeldes zu kommen, entwickeln wir geomechanisch-numerische Modellkonzepte und Workflows (Hergert et al. 2015; Ziegler et al. 2016; Reiter & Heidbach 2014; Heidbach et al. 2014). Insbesondere der Multiskalen-Ansatz und eine automatisierte Kalibrierungsmethode FAST von Ziegler et al. (2016) erlaubt eine effiziente Modellierung über Modellskalen vom Bohrloch zum regionalen Modell hinweg. Weiterhin untersuchen wir die anthropogen induzierten Spannungsänderungen auf das regionale Spannungsfeld, um daraus Handlungsempfehlungen für eine Verminderung bzw. Vermeidung induzierter Seismizität abzuleiten und einen Beitrag zur sicheren und nachhaltigen Nutzung des Untergrundes zu leisten (Gritto et al. 2014; Hakimhashemi et al. 2014a, Hakimhashemi et al. 2014b; Zang et al. 2014; Yoon et al. 2015a, Yoon et al. 2015b; Yoon et al. 2016; Ziegler et al. 2017).

Die Rolle des Spannungsfeldes und der seismischen Gefährdungsabschätzung für Endlagerstandorte

Die Suche nach Endlagerstandorten ist in vielen Ländern ein ungelöstes Problem und eine große gesellschaftliche Herausforderung. Der Spannungszustand in möglichen Endlagerstandorten ist von zentraler Bedeutung für die bauliche Machbarkeit und für die Prognose der Entwicklung von Fluidwegsamkeiten aufgrund der baulichen Maßnahmen sowie der Wärmeentwicklung der radioaktiven Abfälle. Schwerpunkt unserer Forschungsarbeiten sind Abschätzungen der räumlichen Variabilität des Spannungsfeldes (Hergert et al. 2015; Heidbach et al. 2014). Ziel der laufenden Arbeiten ist die Entwicklung von Tools basierend auf der Bayes-Statistik, die eine Quantifizierung der Aussagen der geomechanisch-thermischen numerischen Modelle erlauben. Eine weitere Fragestellung ist die langfristige Stabilität der Standorte. Hierbei untersuchen wir die Auswirkung von glazialen Auflasten und Starkbeben auf die Stabilität des Lagerhorizonts und der geologischen Barriere (Heidbach et al. 2014; Hergert et al. 2015; Bracket et al. 2016; Yoon et al. 2016, Yoon et al. 2017a, Yoon et al. 2017b).