Kontinentales Tiefbohrprogramm
Das Kontinentale Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik Deutschland (KTB) war ein in den Jahren 1987 bis 1995 durchgeführtes geowissenschaftliches Großprojekt zur Erforschung der mitteleuropäischen Erdkruste mithilfe von Tiefbohrungen. Das Bohrloch der Hauptbohrung ist mit 9101 Metern Tiefe das tiefste in Deutschland und eines der tiefsten weltweit. Ziel des kontinentalen Tiefbohrprogramms war vor allem die genaue Erforschung der Erdkruste.
Planung
Geplant wurde eine Bohrung bis zu einer Tiefe, in der eine Temperatur von 300 °C herrscht, da die elektronischen Messgeräte nur bis zu dieser Temperatur funktionieren würden. Mindestens sollten 8000 Meter Tiefe und 250 °C erreicht werden.
Wahl des Standortes
Entscheidend für die Wahl des Standortes in der Oberpfalz gegenüber einem Standort im Schwarzwald, der aus Sicht des möglichen geologischen Erkenntnisgewinns bis zum Schluss als gleichwertig galt, war, dass die kritische Temperatur von 300 °C in der Oberpfalz erst in ca. zwölf Kilometern Tiefe erwartet wurde, fünf Kilometer tiefer als im Schwarzwald.
Bohrverlauf
Zwischen September 1987 und April 1989 wurde eine vollständig als Kernbohrung ausgeführte Vorbohrung auf 4.000 Meter niedergebracht.
Die Erkenntnisse der Vorbohrung bestimmten das technische Konzept der Hauptbohrung.
Wie sich zeigte, war die Hauptbohrung mit konventioneller Technik nicht in hinreichender Präzision möglich. Der Temperaturgradient zeigte sich deutlich höher als erwartet.
Für die Hauptbohrungwurde die Teufe auf wenig über 10.000 Meter reduziert. Da aus der Vorbohrung bereits Bohrkerne der ersten 4.000 Meter bereits nahezu vollständig vorlagen, wurde in der Hauptbohrung bis zu dieser Tiefe lediglich das Bohrklein untersucht.
Der Bohrstrang wurde im Turm aus 40 Meter langen Gestängezügen halbautomatisch zusammengesetzt. Um den Verschleiß gering zu halten, rotierte das Gestänge nicht mit. In Rotation befand sich nur der vordere Teil des Bohrkopfes, als Antrieb diente die mit hohem Druck eingebrachte Spülflüssigkeit. Etwa 500-mal während der gesamten Bohrung wurde der Bohrkopf gewechselt („Roundtrip“).
Um die Reibung des Bohrstranges im Bohrloch zu begrenzen, musste die seitliche Abweichung von der idealen Vertikalen sehr gering gehalten werden. Bis 7.500 Meter wurde dazu ein eigens entwickelter Vertikalbohrkopf mit automatischer Steuerung eingesetzt, mit dem eine maximale seitliche Abweichung von 12 Meter eingehalten wurde.
Um das Bohrloch zu erhalten, wurden die ersten 6.000 Meter der Hauptbohrung verrohrt.
Unterhalb 7.500 Meter arbeitete die automatische Vertikalsteuerung temperaturbedingt nicht mehr zuverlässig, so dass konventionell weitergebohrt wurde, dabei wurde eine deutlich höhere Abweichung in Kauf genommen.
Aufgrund von Budget- und Zeitbeschränkungen wurde die Hauptbohrung am 12. Oktober 1994 nach 1.468 Tagen in einer Tiefe von 9.101 Metern beendet, bei etwa 300 Metern seitlicher Abweichung und einer Gesteinstemperatur von 275 °C.
Das Programm endete am 31. Dezember 1995.
Die erbohrten Bohrkerne werden für Forschungszwecke weiterhin auf dem Gelände gelagert.
Ergebnisse
Die umfangreichen neuen Erkenntnisse, die im Rahmen des Tiefbohrprogramms gewonnen wurden, widersprachen teilweise anerkannten Hypothesen.
Die Ergebnisse führten zu einer Anerkennung des Zonenbaus bzw. der darauf basierend postulierten Paläoplattenkonfiguration.
Die Interpretation von Oberflächen- und Bohrlochmessungen lieferte verbesserte Methoden im Bereich von Seismik und bei der Erdbebenbeobachtung.
Heute
An der Lokation entstand die Umweltstation GEO-Zentrum an der kontinentalen Tiefbohrung KTB als Informations- und Begegnungsstätte für Wissenschaft, Schule und Öffentlichkeit. Es ist die einzige Umweltstation, die sich als Thema der Erde widmet. Die Umweltstation bietet einen Einführungsfilm ‚Expedition Erde‘, die Dauerausstellung ‚System Erde‘, den 85 m hohen Bohrturm (nicht barrierefrei) und das Bohrprobenarchiv der kontinentalen Tiefbohrung, die Photovoltaikhalle und Tagungsmöglichkeiten.
Weblinks
- https://www.geozentrum-ktb.de/
- https://www.geozentrum-ktb.de/tiefbohrprogramm/
- https://www.geozentrum-ktb.de/ueber-uns/
- https://de.wikipedia.org/wiki/Kontinentales_Tiefbohrprogramm_der_Bundesrepublik_Deutschland
- https://www.umweltbundesamt.de/themen/boden-flaeche/un-jahr-des-bodens/geo-zentrum-an-der-ktb-kontinentalen-tiefbohrung