Bergbau in der Tiefe#

von H. Maurer, April 2017

Varaiantione in der Tief der Erdkruste. USA Government, gemeinfrei

Unsere Erde ist bekanntlich aus mehreren Schalen aufgebaut. Der Abbau von Mineralien beschränkt sich auf den oberen Teil der der ca. 10-70 km dicken festen Erdkruste, siehe Bild. Die Erdkruste besteht (soweit man weiß, ein Unikat in unserem Sonnensystem) aus einer ozeanischen Kruste, auch SiMa genannt, da sie neben Sauerstoff und Silizium einen hohen Anteil Magnesium aufweist, und einer kontinentalen Kruste, wobei letztere auch SiAl genannt wird, denn sie besteht neben Sauerstoff hauptsächlich aus Silizium und Aluminium.

Unter der ca. 10-70 km dicken festen Erdkruste (im Vergleich zum mittleren Erdradius von ca. 6.400 km also eine sehr dünne Schichte) liegen oberer- und unterer Mantel, darunter (etwa in 3.000 km Tiefe beginnend) der Erdkern. Der Abbau von Mineralien erfolgt entweder im Tagbau, oder unterirdisch (Untertagebau), oft auch in eine Kombination, wie es z.B. lange Zeit am Erzberg in der Steiermark geschah.

Die ersten Tiefbaugruben stammen aus dem 16. Jahrhundert. So erreichten die Gruben der Fugger in der Nähe von Kitzbühel schon eine Tiefe von 880 Metern.

Von den 10 tiefsten Bergwerken der Welt liegen 8 in Südafrika, zwei in Kanada. Das tiefste ist die "Mponeng Gold Mine" von AngloGold Ashanti südwestlich von Johannesburg, die bei 4.000 m Tiefe (Fachsprapche: „Teufe“) liegt, wo das Gestein bereits eine Temperatur von 60° hat und das Arbeiten nur durch komplexe Klimaanlagen möglich ist.

Mann hört oft, dass die Temperatur der Erde, wenn man tiefer geht (sobald man die Zone der Umwelteinflüsse verlässt) pro 100 m um 2-3 ° steigt. Diese oft zitierte „Weisheit“ stimmt nur sehr bedingt in den oberen paar tausend Metern, wie man sofort sieht: Man weiß zwar, dass die Temperatur in „normalen“ Bohrlöchern um etwa zwei-drei Grad Celsius pro hundert Meter ansteigt. In der Regel wird man deshalb in einer Tiefe von einem Kilometer mit Temperaturen zwischen 20 und 30 Grad rechnen dürfen. In drei Kilometer Tiefe sind es schon 60 bis 90 Grad, und in fünf Kilometer Tiefe 100 bis 150 Grad.

Für die Tiefe von ca. 6.000 km (also nahe Erdmittelpunkt) käme man da auf mindest 120.000°, die wahre Temperatur liegt dort aber eher bei nur 6.000°. D.h. die Temperaturzunahme nimmt mit der Tiefe deutlich ab, sprich viel der Wärme wird durch (atomare) Reaktionen viel weiter oben erzeugt. [3]

Selbst für die Förderung von Erdöl und Erdgas werden Tiefen von einigen tausend Metern kaum überschritten. Tiefere Bohrungen finden nur für geologische Zwecke statt.

Es ist bemerkenswert, dass die tiefste Kohlenwasserstoffbohrung 1980 in Zisterdorf, NÖ, auf 7544 m Tiefe auf ein ergiebiges Erdgaslager stieß. Das Bohrloch stürzte aber ein. Eine neue Bohrung erreichte 1983 sogar 8553 m Tiefe, konnte aber das Gasvorkommen nicht erreichen. [2] Diese Bohrung war lange Zeit die tiefste Bohrung Europas außerhalb der UDSSR. Den „Weltrekord“ für Tiefbohrungen hält sein 1979 übrigens eine aus geologischen Zwecken auf der Halbinsel Kola durchgeführte Bohrung, die bis auf 12.262 m Tiefe vorstieß. Die dort angetroffenen 180° C anstatt der erwarteten 100° ließen einen weiteren Vorstoß nicht zu. Der Bohrturm wurde im Sommer 2009 teilweise abgerissen, die Station (die lange Zeit für seismische und erdmagnetische Zwecke verwendet wurde) wird nicht mehr benutzt. [1]

Wie sich die Temperaturen unter 10.000 m Tiefe verhalten, ist bis heute nicht bekannt.

Weiterführendes:#

[1] http://www.businessinsider.de/kola-bohrung-das-tiefste-loch-der-erde-2017-4
[2] http://www.wabweb.net/history/oel/noe.htm
[3] http://www.udo-leuschner.de/basiswissen/SB112-01.htm