Seismische Messungen im Winter 2011/2012

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Tiefenlager und Gletscher
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«Die Nordschweiz
ist geologisch
sehr gut durchleuchtet.»
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Nagra informiert: Aktuelles zur nuklearen Entsorgung
Nr. 35
Juli 2011
AKTUELL
Seismische Messungen
im Winter 2011/2012
In der Nordschweiz werden im Winter 2011/2012 seismische Messungen durchgeführt.
Das Untersuchungsgebiet erstreckt sich über rund 100 Gemeinden der Kantone Aargau und
Zürich. Die Messungen dienen der vertieften Untersuchung des geologischen Untergrundes
der möglichen Standortgebiete für die Lagerung von hochaktiven Abfällen.
Die für den kommenden Winter geplanten seismischen
Messungen in den Standortgebieten Nördlich Lägern und
Jura Ost haben zum Ziel, zusätzliche Kenntnisse über die
geologischen Strukturen zu gewinnen.
Die neuen Daten erlauben eine vertiefte Beurteilung des
geologischen Schichtaufbaus und der geologischen Langzeitentwicklung.
Seismische Messungen werden in der Schweiz seit über
30 Jahren für verschiedene Zwecke routinemässig durchGeplante neue Messlinien
Existierende Messlinien
Geologische Standortgebiete für hochaktive Abfälle
geführt, um geologische Strukturen im Untergrund zu erfassen. Vibrationsfahrzeuge oder kleine Sprengladungen
(in wenige Meter tiefen Bohrlöchern) erzeugen schwache
Schwingungen, die sich wellenartig im Untergrund ausbreiten, wo sie von den verschiedenen Gesteinsschichten
reflektiert werden. Innerhalb von Sekunden erreichen
diese «Echos» wieder die Erdoberfläche, wo sie mit empfindlichen Messgeräten (Geofonen) aufgezeichnet und
anschliessend ausgewertet werden.
Ablauf der Messungen
1. Orientierung der von den Messungen
tangierten Grundstückseigentümer
bzw. Bewirtschafter über den Verlauf
der vorgesehenen Messlinien.
2. Markierung der Messlinie durch
Vermessungsfachleute seitlich der
Strassen und Wege sowie im Gelände
mittels Pflöcken.
3. Auslegung der Messkabel mit
den Geofonen.
4. Durchführung der seismischen Messungen. Dabei kommen Vibrationsfahrzeuge
oder Bohrgeräte zum Einsatz. Die am
jeweiligen Messpunkt erzeugten
Schwingungen sind in unmittelbarer Nähe
als leichte Vibrationen wahrnehmbar.
5. Abschluss der Messungen: Entfernung
der Kabel und Geofone entlang der
Messlinie, Datenauswertung.
Mehr Informationen zu den seismischen
Messungen folgen im Info 36.
Die Messlinien der geplanten Seismikkampagne der Nagra
im Winter 2011/2012. Die Messungen erstrecken sich über
ca. 250 Kilometer Länge und umfassen ein Gebiet von rund
100 Gemeinden (inkl. der deutschen Gemeinde Hohentengen).
Die 5 Schritte einer Seismikkampagne:
von der Information bis zum Abschluss
1
Information
der Bevölkerung
2
Vermessung
3
Geofon-Auslage
4
Seismische Messungen
5
Abschluss
FRAGEN ZUR TIEFENLAGERUNG
2 Tiefenlager und Gletscher
So könnte das Mittelland während einer Eiszeit ausgesehen haben. (Copyright
Mammutmuseum Niederweningen, Illustration Atelier Bunter Hund)
Maximale Gletscherausdehnung in der Schweiz während der letzten Eiszeit.
Schön zu sehen die vollständige Bedeckung der Alpen und die grossen
Gletscherzungen, die aus den Alpen ins Mittelland vorstiessen. (Bild swisstopo)
Die nächste Eiszeit kommt bestimmt – trotz aller Diskussionen um die globale Erwärmung.
Nur wann und wie gross sie sein wird, ist heute nicht bekannt. Aber was passiert dann eigentlich
mit einem geologischen Tiefenlager?
Das Wissen um das Verhalten von Gletschern und die damit verbundenen abtragenden (erosiven) Kräfte waren
eine der Grundlagen bei der Auswahl von geologischen
Standortgebieten für radioaktive Abfälle.
Gletscher bedeckten grosse Teile der Schweiz
Gletscher bewegen sich aufgrund der Schwerkraft ständig.
Eine Schmelzwasserschicht unter dem Gletscher erleichtert das Fliessen der Eismasse zusätzlich. Das Eis vermag
dabei grosse Mengen von Gestein abzutragen. Gletscher
bewirkten im Mittelland eine Nivellierung des Reliefs:
Aufstehende Formen wurden abgeschliffen (Rundhöcker),
Senken mit eiszeitlichen Ablagerungen aufgefüllt. Wo der
Gletscher am Fels festgefroren ist, reisst das Eis bei jeder
Bewegung Material vom Untergrund mit. Die festgefrorenen Gesteinsblöcke wiederum kratzen am Untergrund.
Solche Kratzspuren auf der Felsoberfläche sind nach dem
Gletscherrückzug als Gletscherschliff zu erkennen.
Auf, im und unter dem Gletscher transportiert fliessendes
Wasser einen Teil des erodierten Materials. Das Geschiebe wird aber auch vom Eis an die Gletscherstirn transportiert und bleibt dort beim Schmelzen des Gletschers als
Endmoräne liegen. Ein Gletscher vermag Gesteinsstücke
unterschiedlicher Grösse zu transportieren; vom Sandkorn bis zu riesigen, haushohen Blöcken, die als Findlinge
bezeichnet werden.
Moränen, Findlinge und Reste von Schottern zeigen die
Verbreitung früherer Eiskörper. An ihnen lassen sich
sogar verschiedene Gletschervorstösse unterscheiden
und manchmal auch datieren.
Übertiefte Felsrinnen werden bei der Standortsuche
gemieden
Entlang der Hauptfliessachsen gruben sich die eiszeitlichen Gletscher im Mittelland in die Molassesedimente ein
und bildeten tiefe Felsrinnen. Je grösser die Übertiefung,
desto eher folgten die späteren Gletschervorstösse wieder
den entsprechenden Tälern. Sie reichen vom Alpenvorland bis an eine Linie, die in etwa dem heutigen Verlauf der
Aare entspricht (z.B. Wehntal, Glatttal, Limmattal, Reusstal, Seetal, Wiggertal). Bei der Festlegung der potenziellen Standortgebiete wurden übertiefte Felsrinnen in der
Nordschweiz möglichst gemieden. Wo in den Standortgebieten tiefe Felsrinnen vorkommen (Nördlich Lägern
und Zürich Nordost), liegen zwischen dem Rinnenboden
und der potenziellen Lagerebene mindestens 500 Meter
Gestein. Diese Felsüberdeckung besteht unter anderem
aus mächtigen Kalksteinserien, die gegenüber Erosionseffekten eine Art Schutzschicht bilden.
Ist ein Tiefenlager geschützt bei kommenden Eiszeiten?
Bei der Planung von Tiefenlagern werden die Kenntnisse
der Gletschermechanik vergangener Eiszeiten berücksichtigt. Insgesamt sind in den letzten 2,6 Millionen Jahren
13 Eiszeiten bekannt. Die grösste Vergletscherung fand
vor rund 700’000 Jahren statt.
Auch wenn von einem anhaltenden Eiszeitklima ausgegangen wird und für die nächsten paar Zehntausend
Jahre ähnliche klimatische Bedingungen erwartet werden,
wie sie heute vorherrschen, ist in der nächsten Million
Jahre mit einer oder mehreren ausgeprägten Kaltzeiten
zu rechnen, in der die Gletscher wieder weit bis ins Alpenvorland vordringen. Die gewählte Überdeckung des Tiefenlagers von mehreren Hundert Metern Gestein und das
Umgehen früherer Übertiefungen stellen sicher, dass das
Lager nicht freigelegt wird, selbst wenn neue tiefe Rinnen
entstehen sollten.
Gletscher: Grosse Eismasse auf dem Festland, die durch Umkristallisation von Schnee zu Eis in kalten Regionen entsteht. Talgletscher
(fliesst durch ein Tal; in polnäheren Gebieten bis auf Meereshöhe);
Inlandeis (fliesst in alle Richtungen; Grönland, Antarktis).
Geschiebe: Alles Material glazialer Entstehung, das auf dem
Festland, in Seen oder auf dem Meeresboden abgelagert wurde.
Moräne: Mächtige Ansammlung von steinigem, sandigem und
tonigem Geschiebe (Endmoräne, Seitenmoräne, Mittelmoräne,
Grundmoräne).
Eiszeit: Abschnitt der Erdgeschichte, in dem wesentliche Teile der
Erde von einer Eisschicht (Gletscher und Inlandeis) bedeckt waren.
Felsrinnen: In den Tälern im Mittelland liegen unter den Lockergesteinen (Kies, Sand) zum Teil tiefe Felsrinnen. Liegt eine Wannenform vor, spricht man von Übertiefung. Übertiefte Rinnen können
nur durch Gletscher oder unter dem Eis fliessendes Schmelzwasser
entstanden sein.
Erosion: Abtragung von Gestein durch Wasser und Wind.
AKTUELL
«Die Nordschweiz
ist geologisch
sehr gut durchleuchtet.»
3
Bohrungsdatenbank Nagra
mit verwendeten Bohrlochmessungen
ohne verfügbare Bohrlochmessungen
Seismische Linien
Nagra-Linien
Fremde Linien
3D-Seismik OPA97
Standortgebiete
SMA
HAA
Geologische Karten
Geol. Atlas 1:25'000
nur als Vector Geo25
Geol. Atlas oder Vector Geo25 Fertigstellung 2011
Originalkarten (Archiv Landesgeologie)
Geologische Spezialkarten & ausländische Karten
Tunnelstrecken
nach Swisstopo und weiteren
erstellt 07.06.2011
Die Nagra hat in der Nordschweiz bereits viele Bohrungen abgeteuft und diverse Seismikprogramme
durchgeführt. Sie verbessert die vorhandene Wissensbasis laufend für die anstehende Etappe 2
des Sachplans geologische Tiefenlager (SGT). Kein Standort darf aufgrund weniger umfangreicher
Untersuchungen oder geringerer Kenntnisse ausgeschlossen werden.
Im Oktober 2008 hat die Nagra sechs Standortgebiete
vorgeschlagen, die die Errichtung von sicheren Tiefenlagern erlauben. Über diese Vorschläge der Etappe 1 wird
der Bundesrat vermutlich diesen Herbst entscheiden.
Danach folgt die Etappe 2 des Sachplans mit vertieften
Untersuchungen und einem sicherheitstechnischen Vergleich zwischen den Standortgebieten.
Am Ende der Etappe 2 darf kein Standort in der Auswahl
bleiben, der sicherheitstechnisch als eindeutig weniger
geeignet bewertet wird als die anderen. Ebenso darf auch
keiner ausgeschlossen werden, nur weil der Kenntnisstand für diesen Standort nicht ausreicht, um seine
Eignung stufengerecht schlüssig zu bewerten. Diese
Bewertung erfolgt anhand sogenannter provisorischer
Sicherheitsanalysen und eines sicherheitstechnischen
Vergleichs. Für die provisorischen Sicherheitsanalysen
muss der Kenntnisstand einen schlüssigen Vergleich der
Standorte erlauben, aber noch nicht die Detaillierung für
ein Rahmenbewilligungsgesuch mit vertieften Sicherheitsanalysen in Etappe 3 erreichen. Die Anforderungen dazu
sind im Sachplan und in einem speziellen Bericht des
Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorats (ENSI)
festgelegt worden.
Wie viel muss die Nagra wissen für die Etappe 2?
Zurzeit läuft ein umfangreiches erdwissenschaftliches
Untersuchungsprogramm zur Erhöhung des Kenntnisstandes von Etappe 1 zu Etappe 2 für den anschliessenden
sicherheitstechnischen Vergleich. Die Prüfung durch das
Eidgenössische Nuklearinspektorat hat ergeben, dass in
Etappe 2 des Sachplans keine zusätzlichen Forschungsbohrungen notwendig werden. Solche Bohrungen werden
in Etappe 3 durchzuführen sein.
Für die Etappe 2 des Sachplans hat das ENSI jedoch
41 Forderungen gestellt, die mit dem laufenden Untersuchungsprogramm abgearbeitet werden müssen, damit der
Kenntnisstand den Anforderungen der Etappe 2 genügt.
Neben den geplanten Seismikmessungen im nächsten
Winter (vgl. Seite 1) laufen zahlreiche andere Untersuchungen:
– Bezüglich Geometrie und Strukturen des Wirtgesteins
werden in allen Standortgebieten Tiefenlage des Wirtgesteins sowie Lage und Orientierung von Störungen
durch verschiedene Methoden überprüft.
– Hinsichtlich den Eigenschaften des Wirtgesteins werden
die Kenntnisse über die Effinger Schichten und den sogenannten Braunen Dogger ergänzt. Auch für den Opalinuston werden durch Untersuchungen an Bohrkernen
weitere Daten gewonnen.
– Für die Untersuchung der Eigenschaften des Wirtgesteins können auch Daten aus Erdwärmebohrungen verwendet werden (z.B. Geothermiebohrung Schlattingen).
– Für die Standortgebiete Bözberg und Jura-Südfuss werden die hydrogeologischen Kenntnisse verbessert.
– Im Themenkomplex «Geologische Langzeitentwicklung»
sind standortübergreifende Untersuchungen in Arbeit,
unter anderem bezüglich Verbreitung, Form und Alter
von Talfüllungen und quartären Terrassen sowie Spuren
neotektonischer Aktivität.
– Im Standortgebiet Jura Ost wird zusätzlich das Erosionspotenzial speziell untersucht.
Untersuchungsmethoden: Schweremessungen (oben), satellitengestützte
Präzisions-Messstation (unten), Opalinuston-Bohrkerne (rechts).
Weitere Untersuchungen im Gang
Die Nagra vertieft die vorhandenen Kenntnisse zurzeit
laufend. «Die Nordschweiz ist geologisch bereits sehr
gut durchleuchtet», sagt Piet Zuidema, Leiter Technik &
Wissenschaft der Nagra. «Trotzdem erhöhen wir schon
jetzt den Kenntnisstand deutlich», ergänzt er.
info35
LETZTE SEITE
4 etc.
Erdwissen.ch – der neue Geo-Blog
«Fukushima»
Der neue Blog Erdwissen.ch, bearbeitet von Nagra-Mitarbeiterin Andrea
Rieser, bietet wöchentlich spannende Einblicke in die faszinierende Welt
der Geologie. Alles rund um bekannte Ausflugsziele, Bauwerke, Rohstoffe,
Gesteine, Fossilien, selbst das Tagesgeschehen wird in interessanten Beiträgen verarbeitet.
Lassen auch Sie sich jeden Dienstag von Neuem überraschen!
ändert nichts am
Entsorgungsprogramm
Bundesrätin Doris Leuthard hat am
14. März 2011 nach einer gemeinsamen Sitzung mit Vertretern des
Bundesamtes für Energie (BFE)
und des Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorats (ENSI)
beschlossen, die laufenden Verfahren für die Rahmenbewilligungsgesuche für Ersatzkernkraftwerke
zu sistieren. Gleichzeitig laufen die
aktuellen politischen Diskussionen
über einen möglichen Ausstieg
der Schweiz aus der Kernkraft.
Das Sachplanverfahren geologische
Tiefenlager läuft aber planmässig
weiter, da die Entsorgung unabhängig von der Ausstiegsdebatte
gelöst werden muss. Aufgrund
der aktuellen Vorkommnisse
in Japan steht nun die Sicherheit
von Tiefenlagern bei Erdbeben
im Fokus.
Erdbeben und Tiefenlager
Erdbeben tangieren Anlagen auf
der Erdoberfläche viel stärker
als solche im Untergrund. Eine
sicherheitsrelevante Beeinträchtigung eines Tiefenlagers durch
Erdbeben kann ausgeschlossen
werden. Dies zeigen weltweite
Erfahrungen (Auswirkungen
von Erdbeben auf Tunnel, Bergwerke etc.).
Für geologische Tiefenlager werden gezielt seismisch ruhige und
tektonisch stabile Gebiete gesucht.
Das ENSI kommt zum Schluss, dass
die in Etappe 1 des Sachplanverfahrens vorgeschlagenen Standortgebiete diese Anforderung erfüllen,
da Zonen mit erhöhter seismischer
Aktivität gemieden wurden und
genügend Abstand eingehalten
wurde zu Störungszonen, an denen
künftig im Zusammenhang mit
grösseren Erdbeben Bewegungen
stattfinden könnten.
Mehr Informationen dazu im
Nagra-Themenheft «Erdbeben»,
das bereits im März 2010 erschien.
Download/Bestellung unter
www.nagra.ch,
Broschüren/Themenhefte.
Nagra
Nationale Genossenschaft
für die Lagerung
radioaktiver Abfälle
Hardstrasse 73
5430 Wettingen
Schweiz
Tel +41 56 437 11 11
Fax +41 56 437 12 07
www.nagra.ch
[email protected]
Impressum
Redaktion: Heinz Sager/Andrea Rieser, Nagra
Auflage: 314’000 (d/f/i)
Drei Beispiele aus dem wöchentlichen Blog.
Abdruck mit Quellenangabe gestattet.
neutral
Drucksache
01-10-511541
myclimate.org
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