Feldforschung in Island für geothermische Energie

Zehn Forscherinnen und Forscher des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED) an der ETH Zürich reisten im Juni und August 2021 nach Island, um zwei Projekte mit einer seismischen Messkampagne zu unterstützen. In Zusammenarbeit mit dem Deutschen GeoForschungs-Zentrum (GFZ) und Reykjavik Energy (ON Power) errichtete das Team ein Netzwerk von 500 sogenannten «seismic nodes» im geothermischen Gebiet von Hengill, das sich im Südwesten von Island befindet. Es handelt sich dabei um das grösste und dichteste Netz von seismischen Messstationen, das bisher in dem Land installiert wurde.

Die Feldarbeit in Island war Teil einer seismischen Messkampagne für ein Geothermieprojekt in Island und «DEEPEN» (DErisking Exploration for geothermal Plays in magmatic ENvironments), ein europäisches Forschungsprojekt im Bereich der geothermischen Energie. DEEPEN will einen Ansatz entwickeln, der Risiken der Feldexploration in der Tiefengeothermie minimiert, und dazu beitragen, die Erfolgswahrscheinlichkeit bei Bohrungen nach geothermischen Fluiden in magmatischen Systemen zu erhöhen.

Bei den verwendeten «seismic nodes» handelt es sich um 5-Hz-Geophone mit integrierter Batterie und Digitalisierer (SOLOS von der Universität Genf) und 5-Hz-Geophone mit externem Digitalisierer und Batterie (vom Geophysikalischen Instrumentenpool des GFZ). Die Daten aus solchen dichten seismischen Messnetzwerken ermöglichen den Forschenden ein besseres Verständnis des Untergrunds. Dank der geringen Grösse der «seismic nodes» konnte das Forschungsteam den Netzaufbau innerhalb von zwei Wochen im Juni abschliessen, trotz der schwierigen Wetterbedingungen, des steilen Geländes und der langen Wanderungen zu den einzelnen Standorten.

Ein besonderer Schwerpunkt des Netzwerkes lag auf der nördlichen Region um Nesjavellir und dem südlichen Hverahlid, wo sich die produktivsten Bohrlöcher des Geothermalkraftwerkes befinden. Ein sogenannter "Vibrotruck" (siehe Abb. 2) fuhr durch das nördliche Messgebiet und lieferte ein zusätzliches Quellsignal. Der Vibrotruck, der üblicherweise in solchen seismischen Explorationen eingesetzt wird, drückt eine vibrierende Platte auf die Erdoberfläche. Die niederfrequenten Schwingungen breiten dann sich im Untergrund aus und werden von den Gesteinsschichten reflektiert. Diese erzeugten seismischen Wellen wurden von den installierten Geophonen aufgezeichnet und lieferten weitere Erkenntnisse über den geologischen Untergrund.

Nach dem Aufbau war das Netz zwei Monate lang erfolgreich in Betrieb und überschnitt sich mit einem anderen seismischen Netz (COSEISMIQ), das ebenfalls vom SED betrieben wird. Im August 2021 reiste die Gruppe erneut nach Island, um beide Netzwerke schlussendlich wieder abzubauen. Die Forscherinnen und Forscher erwarten, dass sie mit der hochdichten seismischen Aufnahmen den Untergrund in noch nie dagewesenen Details beleuchten können.