In die Tiefe gehen
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In die Tiefe gehen Erkundung und Nutzung des Untergrundes Katalog zur Wanderausstellung In die Tiefe gehen Erkundung und Nutzung des Untergrundes Katalog zur Wanderausstellung Impressum Bezug Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN Telegrafenberg A6, 14473 Potsdam Tel.: 0331-288-1071 Fax: 0331-288-1077 www.geotechnologien.de [email protected] Inhalt Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Ausstellungskonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Die Eroberung des Untergrundes – historischer Exkurs Steinzeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Antike und Mittelalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Neuzeit und Heute. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Bis 100 Meter Tiefe Luftbildauswertung – Adlerauge sei wachsam! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Bodenkunde – Boden-Ständig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Oberflächennahe Seismik – Stadt unter der Stadt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Elektrik & Co. – Spannung: Geoelektrik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Ver- und Entsorgung – Vom Abwasserkanal zur Naherholung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Ver- und Entsorgung – Lebensadern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Verkehr und Leben – Mission: Invisible! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Verkehr und Leben – Bahn frei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5 Bis 1 000 Meter Tiefe Tiefenseismik – Wie man hineinruft so schallt es heraus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Erdgaskaverne – Luft-Raum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Verkehr unter der Erde – Das längste Loch Europas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Rohstoffe – Energie! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Bis 10 000 Meter Tiefe Bohrungen – Botschaft aus der Tiefe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Bohrlochgeophysik – Einblicke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 3D-Tomografie – Signale aus der Tiefe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Geothermie – Heizkörper Erde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Klimaschutz – Prima Klima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Ausblick und Zukunft – Quo vadis, Untergrund? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Geräusche aus der Tiefe – Hörstation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Dank an die Partner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Das Ausstellungsteam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Impressionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 7 Vorwort Jede Sekunde wird in Deutschland eine Fläche von 15 m2 für neue Siedlungsprojekte und Verkehrsmaßnahmen beansprucht. Mehr als 10 % der Gesamtfläche Deutschlands sind bereits als bebaute Flächen ausgewiesen. Die Nutzung freier Flächen und die Zerschneidung der Landschaft erfolgt jedoch vielfach auf Kosten der Lebensbedingungen von Menschen, Tieren und Pflanzen. Verkehrswege und Einrichtungen des öffentlichen Lebens werden daher schon heute vermehrt in den Untergrund verlagert. Auch als Speicherraum und umweltfreundliche Energieressource gewinnt der Untergrund zunehmend an Bedeutung. Die »Erkundung, Nutzung und der Schutz des Untergrundes« ist daher ein Schwerpunkt des Forschungs- und Entwicklungsprogramms GEOTECHNOLOGIEN, das gemeinsam vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird. Es will die zukunftsorientierte und nachhaltige Entwicklung unserer Städte und Regionen und die Erprobung neuer Wege im Klimaschutz unterstützen. Hier überschneiden sich ökologische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Interessen und Ansprüche. Bauprojekte im tieferen Untergrund sind bisher aber noch mit erheblichen Risiken verbunden. Ökologisch vertretbare, technisch verlässliche und gesellschaftlich akzeptable Lösungen erfordern eine begleitende und vorausschauende Forschung. Die Ausstellung »In die Tiefe gehen« begleitet diesen neuen Forschungsschwerpunkt und informiert bundesweit eine breite Öffentlichkeit über die Möglichkeiten der Erkundung und nachhaltigen Nutzung des unterirdischen Raumes. Sie greift damit ein Thema auf, das weite Teile unserer Gesellschaft bewegt. Es so umzusetzen, dass es für die Menschen auch »begreifbar« wird, das wollen wir mit dieser Ausstellung erreichen. Prof. Dr. Volker Mosbrugger Vorsitzender des Lenkungsausschusses GEOTECHNOLOGIEN Dr. Ludwig Stroink Leiter Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN 9 Das Ausstellungskonzept Mit »Untergrund« verbinden wir Dunkelheit und Enge. Der Untergrund ist jedoch nicht lebensfeindlich, sondern vielmehr ein bewohnter Raum – wie neue Forschungen beweisen: sogar bis in große Tiefen. Der Untergrund ist wichtige Raumressource für Rohstoffe, Energie, Verkehr, Transport sowie für moderne Architektur und Leben. Die Ausstellung »In die Tiefe gehen« greift diese Aspekte auf. Der Dialog beginnt dabei mit dem robusten Ausstellungssystem: Die rostigen, nur dünn mit Klarlack überzogenen Baustahlgitter erzeugen in Kombination mit den eleganten Ausstellungstafeln Spannungen, die den Besucher in ihren Bann ziehen. Die Transparenz der Ausstellung steht dabei stellvertretend für den transparenten Dialog zwischen Forschung und Öffentlichkeit. Zweites bestimmendes Element ist die freundliche, lichtdurchflutete Atmosphäre. Gerade im Untergrund spielt Licht eine entscheidende Rolle. »Leuchttürme« führen den Besucher daher durch die Ausstellung, markieren den Beginn der vier verschiedenen Kapitel und verschaffen Überblick. Schmale Sichtschlitze geben den Blick frei auf Exponate im Inneren der Leuchttürme und laden so zum Entdecken ein. Die klare Farb- und Formensprache mit großformatigen Bildern gibt zusätzliche Orientierung beim Streifzug durch den Untergrund. Die Gliederung in einen geschichtlichen Überblick über die »Eroberung des Untergrundes durch den Menschen« sowie in die Kapitel »bis 100 Meter Tiefe«, »bis 1 000 Meter Tiefe« und »bis 10000 Meter Tiefe« spiegelt sich in der Farbgebung von »Leuchttürmen« und Tafeln wider, die dem Schichtaufbau des Untergrundes nachempfunden ist. Zentrale Elemente der modular aufgebauten Präsentation sind zahlreiche dreidimensionale Exponate – Originalstücke ebenso wie interaktive Modelle. Zu den besonderen Schätzen zählen archäologische Fundstücke wie Flintstein aus 5000 Jahre alten, steinzeitlichen Bergwerken oder ein 1 000 Jahre alter Bergmannsschuh. Moderne Medien runden das Gesamterlebnis ab. Dabei stellt die »Hör-Bar«, an der Geräusche der Erde wie Erdbeben oder Vulkanausbruch »erlauscht« werden können, eine Besonderheit dar. Das Hören als einer der wichtigsten Sinne im eigentlich dunklen Untergrund wird so besonders intensiv wahrgenommen. Die abwechslungsreiche Kombination verschiedenster Elemente macht die Ausstellung für nahezu alle Ziel- und Altersgruppen zu einem spannenden und interessanten Erlebnis. Dr. Andreas Gundelwein Grit Schwalbe 11 Oberharzer Bergwerksmuseum, Clausthal-Zellerfeld Die Eroberung des Untergrundes – historischer Exkurs Mit Dampf in die Tiefe Oberharzer Bergleute mit Pressluftbohrer um 1890 Deutsches Bergbaumuseum Bochum Höhlenmalereien von Lascaux (Frankreich) Sie zeigen die eiszeitliche Fauna vor etwa 15 000 Jahren. Feuersteinbergwerk Spiennes (Belgien) In mehr als 30 Metern Tiefe wurde »bergfrischer«, unverwitterter Flint zur Werkzeugherstellung gewonnen. 14 Becker Studios Ravensburg / Heidelberger Zement Schelklingen / Institut für Ur- und Frühgeschichte Tübingen Ausgrabungen in der Höhle »Hohle Fels« bei Schelklingen Diese Höhle wurde bereits vor rund 30 000 Jahren vom Menschen aufgesucht Steinzeit Schon vor über 10 000 Jahren wurde der Untergrund als Schutzraum, für kultische Zwecke und zur Rohstoffgewinnung genutzt. Der Untergrund beginnt an der Oberfläche – und wird schon seit langer Zeit genutzt. Die Nutzung begann mit der Erkundung zugänglicher natürlicher Hohlräume, der Höhlen. Deren Randbereiche dienten als Schutzraum. Die Höhlenmalereien von Lascaux, die vor etwa 17 000 Jahren entstanden, belegen die Nutzung für kultische Zwecke. Der Untergrund bietet begehrte Rohstoffe. Erste Schürfe auf den Farbstoff Ocker gab es bereits vor über 20 000 Jahren. Vor rund 5 000 Jahren begann der Bergbau auf Feuerstein (Flint), später auf Salz und Erze. Schon früh wurden Tiefen von bis zu 50 Metern unter der Oberfläche erreicht. 15 K. Grewe, Bonn Azienda di Promozione Turistica di Roma Römische Wasserleitung Mechernich/Eifel Der »Rathstiefste Stollen« bei Goslar Mittelalterlicher Entwässerungsstollen von über 1 000 Meter Länge 16 San Callisto-Katakomben in Rom Um 200 n. Chr. entstandener Grabkomplex über mehrere unterirdische Stockwerke Antike und Mittelalter L. Klatt, Stadt Mechernich Vor allem die Suche nach Rohstoffen ließ den Menschen in immer größere Tiefen vorstoßen. Die besonderen Herausforderungen der Tiefe, wie Dunkelheit und Wassereinbrüche, führten zu vielen technischen Verbesserungen. In Antike und Mittelalter waren Bergwerke schon mehrere hundert Meter tief, Stollen und Strecken kilometerlang. Vor allem metallische Rohstoffe wurden gewonnen. Noch heute sind die damaligen Ingenieursleistungen beeindruckend. Der Untergrund wurde jedoch auch als Bauraum genutzt – zum Beispiel für Grubenhäuser und Versorgungseinrichtungen. So reicht der tiefste Burgbrunnen Europas am Kyffhäuser in Thüringen 170 Meter hinab. Das unterirdische Labyrinth der Katakomben in Rom war für die frühen Christen Begräbnisplatz und Kultraum. Hiskia-Tunnel in Jerusalem um 700 v. Chr. – zu dieser Zeit eine technische Meisterleistung 17 Bergmannschuh Harz, um 1000 n. Chr. Leihgabe Niedersächsisches Landesamt für Denkmalpflege, Arbeitsstelle Montanarchäologie Schmuckscheiben Bronze, um 1000 v. Chr. Leihgabe Niedersächsisches Landesmuseum Hannover, Kat.-Nr. 153:60c 18 F. Balck, Clausthal-Zellerfeld »Schrämspuren« Ergebnis der Arbeit mit Schlägel und Eisen, um 1150 n. Chr. Ausstellungsvitrine Vordergrund: Bergmannschuh Hintergrund: Schlägel und Eisen 19 Der Rammelsberg, Goslar 20 Der Rammelsberg, Goslar »Bohrpfeife« in einem Harzer Bergwerk um 1750 Der Einsatz von Schwarzpulver zum Sprengen im Bergbau erforderte die Umstellung von Schlägel und Eisen-Arbeit auf »händisches Bohren«. Wasserrad im Rammelsberg (Harz) Teilrekonstruktion von 1999 Wasserkraft als Energiequelle ersetzte mehr und mehr Tier und Mensch. Neuzeit und Heute F. Balck, Clausthal-Zellerfeld Der Drang in die Tiefe ist ungebrochen. Früher als unerreichbar geltende Tiefen werden nun erschlossen. Zeitweise hält die technische Entwicklung nur schwer mit dem Tiefenfortschritt mit. Immer stärker stehen Rohstoffe im Mittelpunkt des Interesses. Weltweit operierende Handelshäuser wie die Fugger aus Augsburg sorgen schon um 1500 für eine rasche Verbreitung von Waren und Informationen – eine frühe Phase der »Globalisierung«. Steigende Rohstoffnachfrage und erschöpfte oberflächennahe Lagerstätten erfordern immer tiefere Bergwerke – und neue technische Lösungen in den Bereichen Energiegewinnung, Lastentransport und Abbautechnik. Harzer Kolbenpumpensatz um 1880 Solche Kolbenpumpen lösten die altertümlichen und wenig effektiven Eimer- und Becherwerke ab. 21 Behörde für Bau und Verkehr, Hamburg Elbtunnel in Hamburg Mehr als 100 000 Fahrzeuge passieren täglich dieses technologische Meisterwerk. Geozentrum KTB Bohrturm der Kontinentalen Tiefbohrung Windischeschenbach (Oberpfalz). Südafrikanische Goldmine Bergleute in den südafrikanischen Goldminen arbeiten in bis zu 5 000 Metern Tiefe – South African Chamber of Mining das ist Weltrekord. Heute Neben Rohstoffen nutzen wir heute den Untergrund für Verkehr und Versorgung. Moderne Forschung erlaubt sogar einen »Blick« in den Erdkern. Auch heute ist der Untergrund wichtige Quelle für viele Rohstoffe. Die tiefsten Bergwerke der Welt liegen in Südafrika und reichen bis in fünf Kilometer Tiefe. Forschungsbohrungen stoßen bis über zehn Kilometer in den Untergrund vor. Aber auch sie »kratzen« nur an der Oberfläche der Erde. Über die tieferen Bereiche können wir nur indirekte Informationen gewinnen. Doch der Untergrund liefert nicht nur Rohstoffe. Fläche ist eine knappe Ressource: Jede Stunde werden in Deutschland über 50 000 Quadratmeter oder sieben Fußballfelder für Siedlung und Verkehr verbraucht. Die Bedeutung des Untergrundes als Bau-, Transport- und Lagerraum wächst daher täglich. 23 Bis 100 Meter Tiefe »Großer Lauschangriff« in der Mainzer Straße Mit Geophonen verborgenen Kellergewölben auf der Spur. Oppenheim, 1994 Deutsche Montan Technologie, Essen Feuerwehr Hamburg, Kampfmittelräumdienst Stereoskopbild Zur besseren Auswertung von Luftbildern. Spuren des Bombardements an der Autobahn bei Stillhorn Südliches Hamburg, 1945 Gefährliches Erbe Im Bildausschnitt sind die Explosionskrater deutlich von der Einschlagstelle der nicht explodierten Bombe (roter Kreis) zu unterscheiden. 26 Adlerauge sei wachsam! Oft können oberflächennahe Strukturen im Boden bereits aus der Luft erkannt werden – kostengünstig und großflächig. Luftbilder sind häufig das erste Glied in der langen Kette möglicher Erkundungsmethoden. Zerstörungsfrei, kostengünstig und großflächig liefern sie wichtige Informationen über die ersten Meter des Untergrundes. Archäologen, Kampfmittelräumdienste und Geologen gehen daher gerne »in die Luft«. Je nach Fragestellung sind dafür alte oder neue, Sommer- oder Winterbilder, normale oder Stereoaufnahmen erforderlich. Lage des Bildausschnittes südlich von Hamburg 27 b T. Poetsch, Universität Hamburg a b Dünnschliff der Anreicherungszone eines Podsolbodens Die dünnen Häutchen aus Humus und Eisen (a), welche die Sandkörner (b) überziehen, wirken wie Kitt. Gefühls-Echt In der Bodenkunde ist Fingerspitzengefühl gefragt, um die Körnung des Bodens, also seine Zusammensetzung aus grobem Sand, feinem Schluff und Ton abzuschätzen. 28 Boden-Ständig Wer es genauer wissen will, muss den Boden »öffnen«. Das ist nach wie vor zumeist harte Handarbeit. Jeder Prozess hinterlässt seine Spuren im Boden, der so zum Archiv für Umwelt, Klima und Eingriffe des Menschen wird. Farbe, Struktur und Zusammensetzung des Bodens sind wichtige Eigenschaften, um Nutzungsmöglichkeiten abzuschätzen. Der Boden ist ein Reaktor für vielfältige chemische, biologische und physikalische Prozesse. Neben dem Spaten sind daher hochentwickelte Mess- und Analysesysteme wichtige Hilfsmittel der Bodenkundler. J. Gebert, Universität Hamburg Boden-Kunst Gebleichte Böden, sogenannte »Podsole«, sind farbenprächtige Kunstwerke der Natur. Sie entstehen auf nährstoffarmen, sandigen Böden bei hohem Niederschlag: Humus und Metalle wie Eisen und Mangan werden aus der hellen Zone ausgeschwemmt und im Unterboden angereichert. Alles im Lack Gestauchte Saale-zeitliche Sande mit Ausfällungen von Eisen und Mangan. Müssen bei Schwarzenbeck (SchleswigHolstein), Leihgabe Universität Hamburg 29 Ausstellungstafeln Die Geophonreihe aus der Mainzer Straße in Oppenheim setzt sich in der Ausstellung fort. 30 Stadt unter der Stadt H.-D. Weickert, Alsheim Die Stadt Oppenheim in Rheinland-Pfalz ist von zahlreichen Kellern und Hohlräumen aus dem Mittelalter durchzogen. Lange Zeit wusste niemand mehr genau, wo diese Hohlräume liegen. Die zum Teil geringmächtige Überdeckung der Gewölbe hielt nicht immer den Belastungen des modernen Verkehres stand – was eine Streifenwagenbesatzung 1986 am eigenen Leib erfuhr: Sie ging »den Dingen auf den Grund«. »Undercover« Eingebrochener Streifenwagen in Oppenheim am Rhein. Die Straßendecke brach ein und es entstand erheblicher Sachschaden. 31 Deutsche Montan Technologie, Essen Gefahr im Untergrund Tagessituation mit Grundrissen der vermessenen Kelleranlagen (rot). Unterirdischer Kellerraum aus dem 14. Jahrhundert in Oppenheim Mächtige Kellergewölbe und kilometerlange Gänge Deutsche Montan Technologie, Essen durchziehen den Untergrund der Stadt Oppenheim am Rhein in einer Tiefe zwischen einem und 30 Metern. Die ersten Keller wurden vermutlich kurz nach der Stadtgründung im 13. Jahrhundert angelegt. Viele sind heute unzugänglich oder vergessen. 32 Deutsche Montan Technologie, Essen Verstärkung Um bei einbrechenden Kellergewölben Schäden zu begrenzen, werden Schwachpunkte mit Kunststoffmatten (Geo-Gitter) verstärkt. So wird im Schadensfall ein tiefes Einbrechen von Fahrzeugen verhindert. Suchen und Sanieren Mit geophysikalischen Methoden werden Hohlräume geortet. Anschließend erfolgt eine Sicherung. Ziel ist die Aufspürung unbekannter, nicht mehr zugänglicher Hohlräume im Untergrund der Stadt Oppenheim. Dafür werden neben Refraktionsseismik, auch Geoelektrik und Georadar eingesetzt. So können große Flächen in kurzer Zeit mit geringem Aufwand untersucht werden. Nach Bewertung der Standsicherheit von Kellern und Straßen werden die Hohlräume wahlweise saniert oder verfüllt und Straßen mit Plastikmatten gegen Einbrüche gesichert. 33 Universität Leipzig Universität Leipzig Kontakt-Freudig Zwischen zwei Edelstahl-Elektroden fließt elektrischer Strom durch den Boden, welcher aus Millionen winziger »geologischer Widerstandelemente« besteht. Die Änderungen in der räumlichen und zeitlichen Ausbreitung des Stroms werden direkt vor Ort im Messwagen ausgewertet. Sie sind ein Maß für die Durchfeuchtung des Deichkernes. Elbe bei Torgau, 2002 34 Ver-Messen Die Messungen zur »geoelektrischen Leitfähigkeitstomografie« laufen automatisch – doch zuvor muss intensiv Hand angelegt werden. Die Auflösung und die Untersuchungstiefe sind abhängig vom Abstand der Sonden. Elbe bei Torgau, 2002 ität Le Univers ipzig Fakten – Fakten – Fakten Die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit liefert ein buntes Bild. Sie hängt von Bauweise, Material und Durchfeuchtung des Deiches ab. Erst eine ausgeklügelte Software und die Interpretation durch Fachleute erlauben Aussagen zur Stabilität des Deiches. Die Grafik zeigt deutlich die Austrocknung des Deichkernes nach dem Sommerhochwasser 2002. Spannung: Geoelektrik Die Geoelektrik erlaubt eine rasche und günstige Diagnose über den Zustand von Deichen. Immer wieder treten Flüsse bei starken Niederschlägen über die Ufer. Jetzt müssen die Deiche halten! Durch die Messung elektrischer Leitfähigkeiten im Untergrund können Schwächezonen ohne Zerstörung des Deiches kostengünstig aufgespürt werden. Damit leistet die Geoelektrik einen wichtigen Beitrag zum Hochwasserschutz. 35 Institut für Geowissenschaftliche Gemeinschaftsaufgaben, Hannover Magnetische Feldmessung Die Sonden an dem Messwagen registrieren feinste Störungen des Magnetfeldes im Boden. Universität Göttingen Wir machen den Weg frei Das mittelalterliche Straßenpflaster hat sich schon bei den archäomagnetischen Messungen abgezeichnet (s.a. Skizze rechte Seite). Somit konnten die Archäologen an dieser Stelle gezielt graben. Nienover, Niedersachsen Weg-Weisend Archäomagnetische Aufnahme von Weg und Graben. Mit den Augen der Magne- b a tik sieht die grüne Wiese anders aus: ein Weg (a) und ein Ringwall (b) werden erkennbar. Institut für Geo wissenschaftliche Gemeinschaftsa ufgaben, Hannov er Anziehend: Geomagnetik Durch den Menschen verursachte Störungen des Untergrundes können mit Hilfe von Magnetometern sichtbar gemacht werden. Kleinste metallische oder magnetisierbare Materialien im Untergrund erzeugen an der Erdoberfläche ihr »eigenes« Magnetfeld. Mit hochgenauen Magnetometern werden minimale Unterschiede gemessen. Diese geben dem Archäologen Hinweise auf verdeckte Mauerreste, Gräben und Wälle und erlauben gezielte Ausgrabungen. 37 Die Emscher Lebensader des Ruhrgebietes Emschergenossenschaft, Essen Emschergenossenschaft, Essen Das vollautomatische Reinigungs- und Inspektionssystem Künftig spürt ein neuartiges Inspektionssystem selbstständig via Lasertechnik mögliche Schäden auf. Dieses beseitigt Ablagerungen und prüft Materialabtrag sowie Lageabweichungen der Kanalführung. 38 Emschergenossenschaft, Essen Neue Lebensqualität Entlang der städtischen Flussabschnitte entstehen attraktive Orte am Wasser. Alte Emscher im Landschaftspark Duisburg-Nord Vom Abwasserkanal zur Naherholung Im Zuge der Industrialisierung wurde die Emscher zu einem offenen Abwasserkanal umfunktioniert. Mit einem unterirdischen Entsorgungssystem wird sie jetzt wieder zu einem naturnahen Fluss umgebaut. Die Emscher war bis ins 19. Jahrhundert ein unbedeutender Fluss in einer kaum besiedelten Landschaft. Aufgrund des geringen natürlichen Gefälles entstand kein tiefes Flussbett und es kam häufig zu großflächigen Überschwemmungen. Mit Beginn des Bergbaus in der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts nahm die Bevölkerungsdichte in der Region sprunghaft zu. Anwohner, Zechen und Industriebetriebe leiteten ihre Abwässer ungeklärt in den Fluss ein. Durch Bergsenkungen als Folge des Kohleabbaus verschlechterte sich die Abflusssituation zusätzlich: Überschwemmungen wurden zum Regelfall und faulende Abwässer in überfluteten Senken führten zu untragbaren hygienischen Zuständen. Nach der Nordwanderung des Bergbaus sind in der Region keine Bergsenkungen mehr zu befürchten. Jetzt kann die Emschergenossenschaft dem Emschersystem ein neues Gesicht geben. Das Abwasser wird Schritt für Schritt in unterirdische Kanäle verlegt. 144 von insgesamt 340 Kilometern Abwasserkanal sind bereits realisiert. In etwa einem Jahrzehnt soll das Abwasser der gesamten Region unter die Erde verbannt sein. Einige Nebenläufe der Emscher sind jetzt schon vollständig von ihrer Abwasserlast befreit und wurden in naturnahe Gewässer umgestaltet. 31 Kilometer Betonschalen sind bereits entfernt, um den Bächen wieder ihren natürlich geschwungenen Lauf zurück zu geben. Das größte Investitionsprojekt Deutschlands umfasst ein Auftragsvolumen von rund 4,4 Milliarden Euro. 39 Länger, höher, weiter Grabenlose Bohrsysteme haben Reichweiten bis 500 Meter. Lenkbare Erdrakete »Grundosteer« Mit solchen lenkbaren »Erdraketen« können Rohrleitungen neu verlegt oder erneuert werden. Das Steuersystem ermöglicht dabei das Umfahren von Hindernissen. 40 Tracto-Technik GmbH, Lennestadt Nicht für die Ewigkeit Die Alterung der Rohrnetze, Erd- und Verkehrslasten sowie Pflanzenwurzeln führen zu Rissbildungen und Rohrbruch. Die geschätzte »Lebenszeit« eines Rohres beträgt rund 50 bis 80 Jahre. Bei 2 Millionen Kilometer Gesamtlänge müssen also jedes Jahr rund 40 000 Kilometer Versorgungsleitungen erneuert werden. Lebensadern Ein riesiges unterirdisches Leitungsnetz sichert unsere Ver- und Entsorgung. Innovative Systeme zur Verlegung und Erneuerung senken Belastungen und Kosten. Es gibt verschiedene Verfahren: Die Verdrängung des Erdreiches, die Räumbohrung und das Berstverfahren. Unter unseren Füßen erstreckt sich ein riesiges Netz an Rohren und Leitungen – allein in Deutschland rund 2 Millionen Kilometer! Ohne dieses Ver- und Entsorgungsnetz ist unser modernes Leben kaum vorstellbar. Die regelmäßige Erneuerung ist wichtig, aber mit hohen Kosten und Aufwand verbunden. Innovative Systeme, wie die grabungslose Verlegung, können Aufwand und Kosten bei Austausch oder Neuverlegung reduzieren. 41 Leihgabe Modell: Ruhr-Universität Bochum Modell des »CargoCap« Mit solchen führerlosen Schienenfahrzeugen könnte der zukünftige Gütertransport in unterirdischen Rohrleitungen erfolgen – quasi eine »Rohrpost für Container«. 43 Ulstein Bildverlag, Berlin Güter im Autobahnstau In Ballungsgebieten wie dem Ruhrgebiet gehören solche Bilder zum Alltag. Täglich gehen der deutschen Volkswirtschaft durch Staus rund 270 Millionen Euro verloren! 44 Umweltgerecht Die unterirdischen Schienenfahrzeuge Ruhruniversität, Bochum emittieren keine Abgase. Die Staugefahr wird herabgesetzt. Mission: Invisible! Unterirdische Transportsysteme bieten eine umweltfreundliche, nachhaltige und wirtschaftliche Alternative zu Straße, Schiene, Wasser und Luft. Durch unterirdisch verlegte Transportsysteme können Stückgüter unabhängig vom Straßenverkehr transportiert werden. Eine Studie der Ruhr-Universität Bochum zeigt, dass solch ein System in Ballungsräumen wie dem Ruhrgebiet innerhalb kurzer Zeit zu realisieren und wirtschaftlich zu betreiben wäre. Straßen und Umwelt würden dadurch entlastet. Die führerlosen Schienenfahrzeuge sind dabei individuell angetrieben und erreichen ihr Ziel selbstständig. Jedes Fahrzeug kann zwei Europaletten laden. Pläne für die Einrichtung unterirdischer Transportsysteme gibt es auch in den Niederlanden, den USA und Japan. 45 Ingenhoven & Partner, Architekten, Düsseldorf 46 Bahnbrechend: Reisen & Leben unter der Erde Innenansicht des zukünftigen Stuttgarter Bahnhofs Ingenhoven & Partner, Architekten, Düsseldorf Dach-Garten Der neue »Straßburger Platz« mit den Lichtaugen bildet das Dach in den Planungen des neuen Bahnhofs in Stuttgart. Der Schlosspark gewinnt 100 Hektar – rund 40 Fußballfelder – an Fläche. Bahn frei Projektgesellschaft Stuttgart 21 Bahnhöfe verbrauchen Flächen und verursachen Verkehrslärm. Eine intelligente Alternative ist die Verlegung von Bahnhof und Gleisen in den Untergrund. Bahnhöfe liegen meist zentral. Die Gleise belegen jedoch zumeist große Flächen, der Verkehrslärm ist erheblich. Kopfbahnhöfe verursachen zudem Zeitverluste. Die Lösung ist eine Verlegung der Anlagen unter die Erde. Dieser Plan soll in Stuttgart demnächst umgesetzt werden. Der Baubeginn ist für 2005 geplant. Im Innenstadtbereich können so neue attraktive Flächen gewonnen und nachhaltig genutzt werden. Flächengewinn Die Stuttgarter Innenstadt gewinnt durch die neue Gleisführung Bauland. Neue, zentrumsnahe Stadtquartiere entstehen. 47 Bis 1000 Meter Tiefe AlpTransit Gotthard AG Steinbeißer Solche Tunnelbohrmaschinen mit Durchmessern von bis zu 14 Metern können Tagesvortriebe von bis zu 40 Metern im festen Gestein erreichen Rohölaufsuchungsgesellschaft, Wien Erschütternd Diese bis zu 30 Tonnen schweren Vibratoren erzeugen die Druckwellen für die seismischen Messungen. Die drei Fahrzeuge schwingen dank Funksteuerung synchron. 50 Wie man hineinruft so schallt es zurück Rohölaufsuchungsgesellschaft, Wien Druckwellen geben Aufschluss über den Aufbau des Untergrundes. An den Schichtgrenzen der Gesteine im Untergrund werden Druckwellen reflektiert – je nach Dichte und Struktur unterschiedlich stark. Aus diesem »Echo« leiten Geowissenschaftler den Aufbau des Untergrundes und die Art der Gesteine ab – bis in Tiefen von über 10 Kilometern! Künstliche Druckwellen werden durch Sprengungen oder durch Vibrationen mit Spezialmaschinen erzeugt. Dieses Verfahren wird als Seismik bezeichnet. Rechen-Ergebnis Das Ergebnis ist solch ein räumliches Bild des Untergrundes, ein »3D-Volumen«. Angegeben sind hier Laufzeiten, noch keine Tiefen. Pfeile kennzeichnen potenziell gasführende Horizonte. 51 A. Schulze, Potsdam Vorstoß in die Tiefe Sprengung für seismische Untersuchungen in Chile. Mit Sprengungen erzeugte Druckwellen erlauben einen besonders tiefen Einblick in den Untergrund. Sie sind jedoch nur in dünn besiedelten Regionen, wie Wüstengebieten, einzusetzen. 52 Sensibelchen Geophone in der Ausstellung zeigen schon geringste Bodenerschütterungen an. Eine Wasserwaage der besonderen Art Ein Neigungsmesser registriert die Verformung des Fußbodens unter den Besuchern. Das Ergebnis wird in dieser Anzeige präsentiert: beim Herantreten an das Gerät »kippt« die Vitrine zum Besucher hin. 53 SOCON GmbH, Giesen Fledermaus-Prinzip Gaskavernen im Salzgestein werden mit Wasser ausgespült. Der einzige »Zugang« ist ein Bohrloch mit wenigen Dezimetern Durchmesser. Für die Vermessung des entstandenen Hohlraumes bedarf es daher spezieller Technik. Die Nutzung des Ultraschalls ist von den Fledermäusen abgeschaut und wurde schon früh als Echolot in der Seefahrt eingesetzt. Aus Laufzeit und Richtung des reflektierten Schalls lässt sich die Form des Hohlraumes bestimmen. Kernstück der Sonden ist eine Ultraschallkeramik. Mit einer zeitlichen Auflösung im Mikrosekundenbereich werden hochgenaue Mess-Ergebnisse erreicht. Modellcharakter Gaskaverne im maßstabsgetreuen Modell mit eingeführter Messsonde. 54 Luft-Raum Der Untergrund dient auch als Speicherraum für Gase und Flüssigkeiten. Rohstoffe werden nicht nur aus der Tiefe herausgeholt, manche werden auch hinuntergebracht: Um Unterschiede im Energieverbrauch (Sommer – Winter / Tag – Nacht) auszugleichen, wird Erdgas in riesigen, künstlich geschaffenen unterirdischen Hohlräumen – »Kavernen« – gespeichert. Neben solchen künstlichen Hohlräumen werden auch poröse Gesteine wie Sandstein als Speicher genutzt. Hier spricht man dann von Porenspeichern. R. Sedlacek, NLFB Hannover Gasspeicher in Deutschland Insgesamt gibt es in Deutschland derzeit 145 Gaskavernen sowie mehrere Porenspeicher. Das Gesamtspeichervolumen von 23 Milliarden Kubikmetern reicht aus, um die Erdgasversorgung in Deutschland für etwa 70 Tage zu sichern. Die eingelagerten Ölreserven reichen für rund 90 Tage. 55 WAS, Berlin Passhöhe des Gotthard Der 2 091 Meter hohe Gotthard-Pass ist ein lohnendes Ziel für sportliche Radfahrer. Gütertransporte tun sich mit den Bergen jedoch schwer. Berg-Bahn Die Schweizer sind Europameister im Bahnfahren. Und auch ein Großteil des Gütertransports läuft über die Schiene. Ziel der Schweizer Bundesbahn, Bern Schweizer Verkehrspolitik ist, diesen Anteil weiter zu erhöhen. Das längste Loch Europas AlpTransit, Gotthard AG Der neue Gotthard-Tunnel bricht alle Rekorde. Seit dem 13. Jahrhundert nimmt die Bedeutung des Gotthards als kürzeste Nord-Süd-Verbindung stetig zu. Bereits 1707 erfolgte der erste Tunnelbau, das 70 Meter lange »Urnerloch«. Der neue Gotthard-Tunnel wird mit 57 Kilometern Länge der weltweit längste Eisenbahntunnel sein. Zwölf Jahre werden sich die Ingenieure durch das Gebirge graben. 24 Millionen Tonnen Gestein müssen sie dabei aus dem Berg schaffen. Linienführung Gotthard-Basistunnel Neben dem Nord- und dem Südportal wird der Bau von drei Zwischenausstiegen in Amsteg, Sedrun und Faido vorangetrieben. 57 AlpTransit, Gotthard Geologischer Schnitt durch das Gotthard-Massiv Zahlreiche Störungszonen im Gestein des GotthardMassivs stellen die Ingenieure und Geologen vor große technische Herausforderungen. Exxon Deutschland, Hannover Bahn-Brechend Bei der Bohrung »Söhlingen Z 15« in Niedersachsen ist es gelungen, in 5 000 Metern Tiefe auf einen Kilometer Länge fünf »Fracs« zu setzen. Die dabei entstandenen Risse reichen 230 Meter in das umgebende Gestein hinein. Kleine Keramikkügelchen halten die künstlichen Risse offen. Hinter dem Bohrturm ist der aufgerollte »Flex-Tube« zu sehen. DEA, Hamburg Mee(h)r-Öl Bohr- und Förderinsel »Mittelplate« in der Elbmündung. Hier lagern rund 35 Millionen Tonnen Öl im Untergrund. Bei der Ölförderung im ökologisch sensiblen Wattenmeer spielt der Umweltschutz eine herausragende Rolle. Energie! WEG, Hannover Hoch entwickelte Technologie hilft, kleine Öl- und Gaslagerstätten zu erschließen. Der überwiegende Anteil des deutschen Öl- und Gasbedarfes wird aus dem Ausland eingeführt. Dank moderner Bohr- und Fördertechnologie werden jedoch auch in Deutschland nennenswerte Mengen an Öl und Gas gefördert. Gezielte Horizontalbohrungen und künstliche Risse im Untergrund sind dabei wichtige Erschließungsmethoden für die in bis zu 6 000 Metern Tiefe liegenden Lagerstätten. Kunst-Riss Wenn das Gestein sehr dicht ist, können Gas oder Öl nur schlecht durch die Porenräume zur Förderbohrung gelangen. Das »Multi-Frac«-Verfahren bietet eine Möglichkeit zur Ausbeutung solcher eigentlich unrentabler Felder: Entlang einer Bohrung werden künstliche Risse im Gestein geschaffen und die Durchlässigkeit für Öl und Gas dadurch erhöht. 61 Bohrturm der Kontinentalen Tiefbohrung in Windischeschenbach Die Bohrung erreichte über 9 100 Meter Tiefe und ist damit die zweittiefste Forschungsbohrung der Welt. Bis 10 000 Meter Tiefe Geozentrum an der KTB Der Bohrplatz bei Nacht Die Bohrarbeiten liefen rund um die Uhr. Nach 1 468 Bohrtagen wurde am 12. Oktober 1994 die Endtiefe von 9 101 Metern erreicht. Unerwartet rasch stieg die Gesteinstemperatur im Bohrloch an. Daraus ließen KTB-Archiv sich wichtige Daten für die Nutzung der Erdwärme ableiten. Kernig Bohrkrone, Meißel und Bohrkerne der Kontinentalen Tiefbohrung. 65 Geozentrum KTB, Windischeschenbach Steinerne Dokumente Die vom Gebirgsdruck entlasteten Bohrkerne dehnen sich aus. Das führt häufig zu Rissen in den Gesteinsproben. Arbeitsgruppen aus 12 Ländern untersuchten die Bohrkerne. Diese haben dank spezieller Bohrtechnik mit 23 Zentimetern einen doppelt so großen Durchmesser wie üblich. 66 Botschaft aus der Tiefe KTB-Archiv Tiefbohrungen geben Aufschluss über Aufbau und Entwicklung der tiefen Erdkruste. Die Kontinentale Tiefbohrung erreichte eine Endtiefe von über 9100 Metern. In dieser Tiefe herrschen Drücke von 1500 Bar und Temperaturen von 270 Grad Celsius. Unter diesen extremen Bedingungen werden die Gesteine plastisch, Minerale verändern sich (Metamorphose). Experimente in diesem natürlichen Labor erbrachten wichtige Erkenntnisse zur Nutzung der Erdwärme und zur Entstehung von Erdbeben. Die extremen Bedingungen dergroßen Tiefe stellten die Ingenieure vor besondere Herausforderungen. Völlig neue technische Lösungen mussten entwickelt werden. Diese waren Grundlage für den Erfolg und verhalfen den Beteiligten zu einem erheblichen Entwicklungsvorsprung. Extrem-Sportler Bohrmannschaft bei der Arbeit. Trotz Roboterhilfe bleibt das Bohren schwere Handarbeit. Für die Kontinentale Tiefbohrung wurde ein neues Bohrsystem entwickelt, das auf dem bewährten Rotary-Verfahren der Ölindustrie aufbaut. 67 GGA, Hannover GGA, Hannover In die Röhre gucken Der Blick in das Bohrloch liefert zunächst nur wenig Informationen. Erst an Stahlseilen herabgelassene Messsonden geben Aufschluss über den Aufbau des Untergrundes. Durch Kombination der unterschiedlichen Messwerte zu Leitfähigkeit, Dichte und Temperatur können Fachleute wichtige Aussagen zur Beschaffenheit des Untergrundes machen. Einblicke GGA, Hannover Die Untersuchung des Bohrlochs liefert häufig mehr Informationen als der Bohrkern selbst. Die Gewinnung von Bohrkernen mit diamantbesetzten Bohrkronen ist teuer und zeitaufwändig. Schneller und günstiger können Informationen daher im Bohrloch selbst gewonnen werden. Dafür wurden spezielle Sonden entwickelt, die Temperatur, Leitfähigkeit und Dichte des Gesteins sowie den Verlauf des Bohrlochs messen. Bohrlochmessungen sind somit das »Auge des Geologen«. 69 Vulkan-Eifel-Touristik und Werbung GmbH, Daun Institut für Geophysik, Göttingen Erdbeben als Signalquelle Erdbeben in den gekennzeichneten Zonen eignen sich für die Untersuchung des Eifel-Untergrundes. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen ist abhängig von der Zusammensetzung und der Temperatur des durchlaufenen Gesteins. So lassen sich über die Laufzeit der Wellen, Rückschlüsse auf die Eigenschaften der Gesteine ziehen. Dieses Verfahren wird »Seismische Tomografie« genannt. 70 Maarsee in der Eifel Die Maarseen der Eifel sind mit Wasser gefüllte ehemalige Vulkanschlote. Der letzte Ausbruch liegt nur etwa 10 000 Jahre zurück. Lange war die Quelle für diesen Vulkanismus unklar. Mit der »3D-Tomografie« gelang es, die Ursache für den Vulkanismus der Eifel zu finden: langsam aufsteigende, heiße Gesteinsmassen. Signale aus der Tiefe Institut für Geophysik, Göttingen Ähnlich wie bei der Computertomografie in der Medizin geben seismische Wellen Aufschluss über den Aufbau des Erdmantels. Vom Menschen verursachte, künstliche seismische Wellen sind zu schwach, um tief in die Erde einzudringen. Daher nutzen Wissenschaftler natürliche, durch Erdbeben hervorgerufene Wellen, um tiefe Bereiche des Erdmantels zu »durchleuchten«. Tiefe europäische Wurzel In rund 600 Kilometern Tiefe liegt die Wurzel des zentraleuropäischen Vulkanismus. Von hier steigt heißes Gestein mit einer geringeren Dichte, als das Umgebungsgestein sie hat, in einem »Plume« langsam nach oben auf. Die Geschwindigkeit beträgt nur etwa 10 bis 100 Zentimeter pro Jahr. In rund 100 Kilometern Tiefe hat der Druck so stark nachgelassen, dass sich das Gestein verflüssigt. Der Plume verzweigt sich in der Erdkruste in mehrere Äste, die unter die Eifel, das Böhmische Gebirge und das Französische Zentralmassiv reichen. 71 GeoForschungsZentrum, Potsdam Stadtwerke, Bad Urach Höllisch heiß Im Erdkern herrschen Temperaturen bis zu 5 000 Grad Celsius! Der Wärmevorrat unseres Planeten ist nach menschlichem Ermessen unerschöpflich: bis zu 24 Quintillionen Joule (2430 Joule)! Etwa 1/3 dieser Wärme stammt aus der Zeit, als die Erde sich gebildet hat; 2/3 entstehen durch den Zerfall radioaktiver Elemente. 72 Heizkörper Erde Geoforschungszentrum Potsdam Die Nutzung der Erdwärme bietet ein riesiges Energiepotenzial. Führend auf dem Gebiet der Geothermie sind die Isländer. Dort werden 95 Prozent aller Haushalte über Erdwärme beheizt. Auch in den USA und Neuseeland ist die Nutzung der Erdwärme weit verbreitet. Die Wärmereservoire sind rund 25 Jahre lang nutzbar und regenerieren sich innerhalb weniger Jahrhunderte. Damit zählt die Geothermie zu den erneuerbaren Energien wie Windkraft und Sonnenenergie. Erdwärme kann zum Heizen und zur Stromproduktion genutzt werden. Bei ihrem Einsatz reduzieren sich die Heizkosten gegenüber herkömmlichen Brennstoffen wie Öl oder Gas um die Hälfte! Weltweit werden derzeit 7 000 Megawatt elektrische Leistung und 8 000 Megawatt Wärmeleistung mit Geothermie erzeugt – mit stark steigender Tendenz. Das Problem steckt im Detail Die meisten Gesteine sind weniger durchlässig als dieser poröse Sandstein. Die Schwierigkeit bei der Nutzung geothermischer Energie ist daher, im Untergrund Wege für das Wasser zu schaffen. 73 FOCUS Bildagentur, Hamburg Im Treibhaus Zuviel CO2 in der Atmosphäre verhindert die Wärmeabstrahlung in das Weltall. Dadurch heizt sich die Erde auf. Das ist zunächst einmal ganz natürlich: Ohne diesen »Treibhauseffekt« hätten wir auf der Erde Dauerfrost von etwa 18 Grad Celsius! Zuviel des Guten kann aber gefährlich werden: Eine globale Erwärmung könnte zu Dürren und Überschwemmungen führen. Heiße Luft Neben dem Autoverkehr sind Kraftwerke eine wichtige Quelle für Kohlendioxid. Durch technische Maßnahmen wurde in den letzten 20 Jahren zwar die Freisetzung von Schwefeldioxid und Staub aus Kraftwerken stark reduziert. Der Ausstoß von Kohlendioxid konnte jedoch nicht entscheidend vermindert werden. Neue Technologien ermöglichen jetzt die Abscheidung von Kohlendioxid aus den Abgasen der Kraftwerke. 74 Prima Klima STATOIL AG Die dauerhafte Speicherung des Treibhausgases Kohlendioxid im Untergrund schützt das Klima. Bei der Verfeuerung fossiler Brennstoffe wie Kohle und Öl entsteht das Gas Kohlendioxid (CO2). Kohlendioxid bewirkt als sogenanntes Treibhausgas eine Erwärmung der Atmosphäre. Um eine übermäßige Erwärmung des Klimas zu verhindern, soll die Freisetzung von Kohlendioxid begrenzt werden. Neben einer verminderten Produktion ist dazu auch eine Einleitung des Gases in den Untergrund denkbar. Abgetaucht Das Erdgas des norwegischen SleipnerFeldes enthält neben Methan auch rund 9 Prozent Kohlendioxid. Jedes Jahr fallen eine Million Tonnen Kohlendioxid an, die wieder in den Untergrund gepresst werden. Aufwand und Kosten für die Abscheidung des Kohlendioxides sind hoch. Dennoch lohnt sich das Projekt für den Konzern STATOIL, da jährlich mehrere Millionen Euro an sonst fälliger Kilmaschutzsteuer gespart werden. 75 qaphotos / Eurotunnel Durchbruch! Erst moderne Technik ermöglichte im Dezember 1990 die Fertigstellung des Großprojektes Eurotunnel. © 2004-Les Editions Albert Rene/Goscinny–Uderzo Lange Zeit nicht realisierbar: Ein Tunnel unter dem Ärmelkanal Bereits 1802 schlug Napoleon den Bau eines Tunnels zwischen England und Frankreich vor. Danach gab es insgesamt 27 vergebliche Anläufe, solch ein Projekt zu realisieren. »Asterix bei den Briten« – Egmont Ehapa Verlag Berlin, first French edition 1966. Quo vadis, Untergrund? Wohin die Zukunft uns noch bringen wird, ist ungewiss. In Science-Fiction Filmen reisen Menschen tief in die Erde hinein, visionäre Studien planen Siedlungen und Flugverkehr unter der Erdoberfläche oder sehen Sonden zum Erdmittelpunkt vor. Für uns heute unvorstellbar. Doch auch Bergwerke in fünf Kilometern Tiefe oder 10 Kilometer tiefe Bohrungen waren vor 100 Jahren noch undenkbar und sind heute Realität, ebenso wie der Tunnel zwischen England und Frankreich. Sicher ist: Der Untergrund bietet uns große Chancen und Möglichkeiten – wie auch immer die Zukunft im Detail dann aussehen wird. Das Forschungs- und Entwicklungsprogramm GEOTECHNOLOGIEN arbeitet daran, die Möglichkeiten zu erforschen und umzusetzen. 77 Hör-Bar Natur und Mensch erzeugen mit dem Klangkörper Erde einzigartige Geräusche – diese können in der Ausstellung angehört werden. Hörstation F. Scherbaum, Potsdam Untertage, wo das Licht häufig spärlich ist oder gänzlich fehlt, gewinnt der Hörsinn an Bedeutung. Dabei geht es nicht nur um Geräusche des Menschen im Untergrund. Auch die Erde selbst bringt Geräusche hervor – vom Erdbeben bis zum Vulkanausbruch. Einige sind mit dem menschlichen Ohr hörbar, andere liegen außerhalb des hörbaren Spektrums. Die »Hör-Bar« der Ausstellung »In die Tiefe gehen« bietet ein besonderes Klangerlebnis und die Möglichkeit, die Erde völlig neu und sinnlich zu erfahren. Visualisierte Töne Projekt »Kookoon InnerEarth« 79 Institut für Geophysik Leipzig 80 Dankeschön AlpTransit Gotthard AG · Amt für Bau und Verkehr, Hamburg · Baroid GmbH · Chamber of Commerce, South Africa · DB Projekte Süd GmbH · GSTT · DMT · Deutsches BergbauMuseum · Deutsches Erdölmuseum · Deutsches Museum München · Deutsches Technikmuseum Berlin · Ed. Züblin AG · Emschergenossenschaft Lippeverband · EnBW · EXXON Deutschland · Feuerwehr Hamburg · GFZ Potsdam · Geologischer Dienst NRW · GEOZentrum an der KTB · H. D. Weickert · Haus der Wirtschaft Stuttgart · Herrenknecht AG · Ingenhoven Overdiek · Institut für Geowissenschaftliche Gemeinschaftsaufgaben · Institut für Unterirdisches Bauen · KBB · Liebherr · mts · MITGAS · Montanarchäologie Goslar · Niedersächsisches Landesamt für Bodenforschung · Niedersächsisches Landesmuseum · Oberharzer Bergwerkmuseum · Pergamon Museum · Prof. Dr. Blume · Rheinisches Landesamt für Denkmalpflege · Rohölaufsuchungsgesellschaft · RUHRGAS AG · RuhrUniversität Bochum · RWE DEA AG · RWTH Aachen · Saint Gobain Gussrohr GmbH & Co. KG · smartcube® GmbH · SOCON GmbH · Stadt Bad Urach · Stadt Hamburg · Stadt Leipzig · Stadt Mechernich · Stiftung Industriedenkmalpflege und Geschichtskultur · TU Berlin · TU Clausthal · Tracto-Technik GmbH · Universität Göttingen · Universität Hamburg · Universität Leipzig · Universität Potsdam · Universität Tübingen · WEG 81 Ausstellungsaufbau Stuttgart Montage des Ausstellungssystems Das Ausstellungsteam Leitung Dr. Ludwig Stroink, Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, Potsdam Konzeption, Text & Realisierung Dr. Andreas Gundelwein, Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, Potsdam Grafik, Gestaltung & Layout Grit Schwalbe, Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, Potsdam Verträge & Organisation Nicole Adamczak; Dr. Alexander Rudloff, Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, Potsdam Redaktion & Lektorat Dr. Ortwin Reichold, Berlin Ausstellungsarchitektur Jeannette Witrahm, Luxemburg Messebau Brandt Messebau, Falkensee Hörstation Hinz und Kunst, Braunschweig; Holger Schütte, Liebenburg Videoproduktion & Elektronik VisionConcept, Hamburg Modellbau Bertram Heyn, Göttingen; Wanderndes Museum, Universität Kiel Aufbau Dahle & Zellmann, Goslar 83 Blick in die Ausstellung im Stuttgarter »Haus der Wirtschaft« Licht und Transparenz kennzeichnen die Ausstellung 84 Tafeln zur Geschichte der »Eroberung des Untergrundes durch den Menschen« »Zeitzeugen«, archäologische Fundstücke, belegen die frühe Nutzung des Untergrundes durch den Menschen. 85 Ausstellungseröffnung im Stuttgarter »Haus der Wirtschaft« am 20. April 2004 86 Archäologische Kostbarkeiten Steinzeitliche Grabungswerkzeuge 87 ISBN 3-9808780-2-3 Die Wanderausstellung »In die Tiefe gehen – Erkundung und Nutzung des Untergrundes« ist ein Beitrag zu dem Forschungs- und Entwicklungsprogramm GEOTECHNOLOGIEN. Die Forschungsvorhaben dieses Programms sollen dazu beitragen, nachhaltige Konzepte zur Nutzung der Erde und zum Schutz der auf ihr lebenden Menschen zu entwickeln. Die Forschungsprojekte konzentrieren sich daher auf 13 thematische Schwerpunkte, die sich durch ihre gesellschaftliche Relevanz und ihr besonderes Potenzial zur interdisziplinären und anwendungsorientierten Forschung auszeichnen. Das Programm GEOTECHNOLOGIEN hat eine Laufzeit von 10 Jahren und wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. (www.geotechnologien.de)
