Geodynamik

V. NOACK (Fachbereich B3.3 Nutzungspotenziale des tieferen Untergrundes, geologische CO₂-Speicherung): Evaluierung von dominanten Kontrollfaktoren für das heutige regionale Temperaturfeld von Brandenburg (Norddeutsches Becken)

Sedimentäre Becken wie das Norddeutsche Becken beherbergen nicht nur große Mengen an Energie- und Frischwasserressourcen, sie haben auch großes Potential zu klimafreundlicher und nachhaltiger Energiebereitstellung beizutragen. Die Studie befasst sich mit der Bewertung des rezenten thermischen Feldes in Brandenburg. Ein konsistentes 3D Strukturmodell der Beckenfüllung wurde entwickelt, das bedeutende geologische Schichten Brandenburgs, die eine wichtige Rolle für die Temperaturverteilung im Beckenbereich spielen, auflöst. Das grossskalige Modell umfasst ein Gebiet von 250 km (E-W) x 210 km (N-S) und hat eine horizontale Modellauflösung von 1 km. Es umfasst einen Bereich des tiefen Norddeutschen Beckens im Norden, während im Süden der invertierte und hochgehobene Beckenrand erfasst ist. Im Rahmen der Untersuchungen kam der Evaluierung der Hauptkontrollfaktoren des Temperaturfeldes besondere Bedeutung zu, um Erkenntnisse über die Wechselwirkung zwischen tiefer geologischer Struktur und flacher Beckenkonfiguration und deren Einfluss auf das hydrothermische Feld in den verschiedenen Tiefen zu gewinnen. Die Ergebnisse zeigen, dass die strukturelle Ausbildung der geologischen Schichten im Becken im Zusammenhang mit ihren unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften eine große Rolle für das thermische Feld spielt. Das Interagieren zwischen den beteiligten Schichten beeinflusst die Temperaturverteilung entscheidend. Im flachen Temperaturfeld ist darüber hinaus auch das Zusammenspiel zwischen den verschiedenen Wärmetransportprozessen von großer Bedeutung. Die Ergebnisse der thermischen Modellierungen zeigen außerdem, dass konduktiver Wärmetransport der dominante Wärmetransportmechanismus für das Untersuchungsgebiet ist, während das flache Temperaturfeld durch druckgetriebene Konvektion und induzierte advektive Abkühlung innerhalb der permeablen Schichten zusätzlich beeinflusst wird. Dabei ist auch die Wahl der Modellrandbedingungen für die Berechnungen des thermischen Feldes von Bedeutung. Es hat sich gezeigt, dass diese Modelle ein guter Ansatz sind, um das 3D Temperaturfeld hinreichend genau vorhersagen zu können. Die Untersuchungen liefern neue Erkenntnisse über das Zusammenwirken zwischen geologischer Konfiguration, Beckenhydrodynamik und Temperaturfeld und sind generell auf sedimentäre Becken, die durch Salztektonik geprägt sind, übertragbar.

Konduktiver Wärmetransport: Positive lokale Anomalien korrelieren mit Topbereichen von Diapiren Quelle: V. Noack