Islands Reise ins Innere der Erde
Mit seinem türkisfarbenen Kratersee, Rauchschwaden und schwefelhaltigen Gasblasen ist der Krafla-Vulkan eines der eindrucksvollsten Naturwunder Islands. Hier im Nordosten des Landes bereitet sich ein internationales Forscherteam auf eine Bohrung ins Herz des Vulkans vor: In einem Projekt wie bei Jules Verne soll zwei Kilometer ins Erdinnere gebohrt werden, um das erste unterirdische Magma-Observatorium der Welt zu errichten.
Das Wichtigste in Kürze
- An dem Projekt mit einem Budget von 100 Millionen Dollar, das 2024 mit den ersten Bohrungen starten soll, sind Wissenschaftler und Ingenieure von 38 Forschungsinstituten und Unternehmen aus elf Ländern beteiligt, darunter die USA, Grossbritannien und Frankreich.
Das Krafla-Magma-Testbed (KMT)-Team hofft, in die Magmakammer des Vulkans bohren zu können. Denn im Gegensatz zur ausgespuckten Lava sind die Eigenschaften des geschmolzenen Gesteins unter der Oberfläche noch immer ein Rätsel.
Nach Angaben von Paolo Papale, Vulkanologe beim italienischen Nationalinstitut für Geophysik und Vulkanologie, wird das KMT das erste Magma-Observatorium der Welt. «Wir haben noch nie unterirdisches Magma beobachtet, abgesehen von Zufällen beim Bohren» in Vulkanen in Hawaii und Kenia und beim Krafla 2009, berichtet Papale.
Die Wissenschaftler erhoffen sich von dem Projekt Fortschritte bei der Grundlagenforschung und der Geothermie aus so genanntem superheissen Gestein sowie für die Vorhersage von Vulkanausbrüchen. Um auf einen Ausbruch vorbereitet zu sein, sei es «entscheidend, zu wissen, wo das Magma ist», betont Papale. «Ohne dieses Wissen sind wir fast blind.»
Wie viele wissenschaftliche Durchbrüche ist auch das Magma-Observatorium Ergebnis einer unerwarteten Entdeckung. Bei der Erweiterung des Krafla-Geothermie-Kraftwerkes stiessen die Ingenieure bei einer Bohrung 2009 in einer Tiefe von 2,1 Kilometern zufällig auf eine Blase mit 900 Grad Celsius heissem Magma. Aus dem Bohrloch schoss Rauch heraus, gleichzeitig stieg die Lava neun Meter hoch und beschädigte das Bohrgerät. Doch niemand wurde verletzt und es gab keine Eruption.
Die Vulkanologen stellten fest, dass sie sich in Reichweite einer Magmakammer mit rund 500 Millionen Kubikmeter Inhalt befanden und waren erstaunt, Magma in dieser geringen Tiefe vorzufinden: Sie hatten es erst ab 4,5 Kilometern Bohrtiefe erwartet.
Untersuchungen zufolge hatte das Magma ähnliche Eigenschaften wie bei einem Ausbruch 1724, so dass sie das Alter auf mindestens 300 Jahre datieren konnten. «Diese Entdeckung hat das Potenzial für einen enormen Durchbruch für unser Verständnis vieler verschiedener Dinge», sagt Papale - von der Entstehung der Kontinente bis hin zur Dynamik von Vulkanen und geothermischen Systemen.
Der Zufallsfund war auch für den Betreiber, den staatlichen Stromversorger Landsvirkjun, ein Glücksfall. So nah an flüssigem Magma erreicht das Gestein extreme Temperaturen, so dass die Flüssigkeiten «überkritisch» sind, ein Zustand zwischen flüssig und gasförmig. Die dort erzeugte Energie ist fünf bis zehn Mal so stark wie in einem herkömmlichen Bohrloch.
Zwei Bohrungen zu überkritischen Flüssigkeiten würden ausreichen, um die 60-Megawatt-Leistung des Kraftwerks zu erzeugen, für die derzeit 18 Bohrlöcher nötig sind. Landsvirkjun hofft nun, mithilfe des KMT-Projektes tiefer bohren und diese neue Energie nutzen zu können.
Doch Bohrungen in einer solch extremen Umgebung sind technisch anspruchsvoll: Das Gerät muss der durch superheissen Dampf ausgelösten Korrosion standhalten können. Das Risiko, einen Vulkanausbruch auszulösen, hält Geophysiker John Eichelberger von der Alaska-Universität in Fairbanks jedoch für gering: «Insgesamt sind ein Dutzend Bohrlöcher an drei verschiedenen Orten (auf der Welt) auf Magma gestossen, und es ist nichts Schlimmes passiert.»
