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Methodensteckbrief "aktive Störungszonen"
#1
Diskutieren Sie hier die geplante Methodik der BGE zum Ausschluss von Gebieten mit aktiven Störungszonen bei der Endlagersuche!

Den Steckbrief als barrierefreies PDF:
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"In den Gebirgsbereichen, die als Endlagerbereich in Betracht kommen, einschließlich eines abdeckenden Sicherheitsabstands, sind geologisch aktive Störungszonen vorhanden, die das Endlagersystem und seine Barrieren beeinträchtigen können;

Unter einer „aktiven Störungszone“ werden Brüche in den Gesteinsschichten der oberen Erdkruste wie Verwerfungen mit deutlichem Gesteinsversatz sowie ausgedehnte Zerrüttungszonen mit tektonischer Entstehung, an denen nachweislich oder mit großer Wahrscheinlichkeit im Zeitraum Rupel bis heute, also innerhalb der letzten 34 Millionen Jahre, Bewegungen stattgefunden haben. Atektonische beziehungsweise aseismische Vorgänge, also Vorgänge, die nicht aus tektonischen Abläufen abgeleitet werden können oder nicht auf seismische Aktivitäten zurückzuführen sind und die zu ähnlichen Konsequenzen für die Sicherheit eines Endlagers wie tektonische Störungen führen können, sind wie diese zu behandeln." § 22 Absatz 2 Nummer 2 StandAG

Was ist eine Störung?
Als Störung im Sinne eines tektonischen Vorgangs werden Flächen oder schmale Bereiche in der Erdkruste bezeichnet, die durch bruchhafte Verformung des Gesteinsverbandes entstanden sind (Twiss & Moores, 2007; Fossen, 2011). Entlang dieser Störungsflächen bewegen sich die angrenzenden Gesteinsblöcke relativ zueinander. Störungen mit deutlichen Versatzbetrag sind in der Regel als Störungszonen ausgebildet und bestehen aus dem Störungskern sowie einer umgebenden Zerrüttungszone (Abb. 1). Die Zerrüttungszone setzt sich meist aus mehreren, oft subparallel angeordneten Bruchflächen bzw. Sekundärstörungen zusammen (Fossen, 2011; Choi et al., 2016).

Abbildung 1: Schematischer Aufbau einer Störungszone mit dem Störungskern und zwei Zerrüttungszonen (Agemar et al., 2017):
   


Störungen entstehen durch tektonische Kräfte wie Extension (Zugkraft), Kompression (Druckkraft) und Scherung (Frisch et al., 2010). Störungen werden nach der Bewegungsrichtung der Gesteinsblöcke relativ zueinander in Abschiebungen, Aufschiebungen und Blattverschiebungen klassifiziert (Twiss & Moores, 2007; Fossen, 2011). Die räumliche Lage der oft gekrümmten Störungsfläche / -zone wird durch ihre Streich- und Einfallsrichtung (Abb. 2) definiert (Fossen, 2011).

Abbildung 2: Streichen und Fallen einer Störung:
   
Trotz der intrakontinentalen Lage Deutschlands, sind einige Regionen seit dem Tertiär (vor 66 bis 2,6 Millionen Jahren) stärker von tektonischer Aktivität betroffen als andere. Besonders die jüngste Gebirgsbildungsphase der Alpen ist seit dem oberen Eozän (vor 38 bis 34 Millionen Jahren) maßgeblich für die rezente Aktivität von Störungen in Deutschland verantwortlich (Reicherter et al., 2008). Dabei stellen die in geologisch jüngerer Vergangenheit aktiven Störungszonen häufig reaktivierte Elemente dar, die schon bei älteren Gebirgsbildungsphasen angelegt wurden (Schumacher, 2002). Besonders hervorzuheben sind hier die seit dem Eozän entstandenen Grabensysteme als Teil des Europäischen Grabenbruchsystems (unter anderem der Oberrheingraben, das Mainzer Becken, die Niederrheinische Bucht und der Eger Graben im Deutsch-Tschechischen Grenzgebiet) (Ziegler, 1992; Zulauf, 1993; Dèzes et al., 2004). Im Zusammenhang mit der Alpinen Gebirgsbildungsphase steht auch die Entstehung der Grabenstrukturen im westlichen Teil der Schwäbischen Alb entlang der Albstadt Scherzone sowie die Entwicklung des Molassebeckens als Vorlandbecken der Alpen (Reinecker & Schneider, 2002; Reicherter et al., 2012).

Spezialfall „Atektonische Vorgänge“
Atektonische bzw. aseismische Vorgänge, also Gesteinsdeformationen, die nicht aus tektonischen Prozessen abgeleitet werden können bzw. nicht auf seismische Aktivitäten zurückzuführen sind und die zu ähnlichen Konsequenzen für die Sicherheit eines Endlagers wie tektonische Störungszonen führen können, sind gemäß § 22 Absatz 2 Nummer 2 StandAG wie diese zu behandeln. Dazu gehören Gesteinsdeformationen wie z. B. Senkungen und Einstürze über Hohlräumen von relativ leicht löslichen Gesteinen (Kalk, Gips oder Steinsalz) sowie Deformationen durch Gletscherüberfahrung oder Impaktereignisse (z. B. Meteoritenkrater Nördlinger Ries) (Murawski & Meyer, 2004).

Warum werden aktive Störungszonen von der Endlagersuche ausgeschlossen?
Je nach Deformationsart, Intensität der Gesteinsdeformation und Gesteinstyp können Störungszonen eine deutlich größere oder wesentlich kleinere Gebirgsdurchlässigkeit als das intakte Gestein aufweisen (Faulkner et al., 2010; Fossen, 2011; Agemar et al., 2017). Eine größere Gebirgsdurchlässigkeit könnte das Endlagersystem und seine Barrieren beeinträchtigen. Dabei wird die Gebirgsdurchlässigkeit im Nahbereich von Störungszonen wesentlich vom Aufbau der Zerrüttungszonen und der Mächtigkeit und Eigenschaften des Störungskerns (oder der Störungskerne bei mehreren Bruchflächen) beeinflusst und kontrolliert (Abb. 1) (Faulkner et al., 2010). Vor allem in grundwasserhemmenden Gesteinen ermöglichen Störungszonen häufig den Transport von Fluiden, da die äußeren Zerrüttungszonen aufgrund von Klüften eine erhöhte Durchlässigkeit aufweisen können (Fossen, 2011).

So will die BGE das Ausschlusskriterium „Aktive Störungszonen“ anwenden
(Sollte sich auf Grundlage von Fachdiskussionen die Notwendigkeit einer methodischen Anpassung ergeben, kann der hier gezeigte Zwischenstand von dem Ergebnis im Zwischenbericht Teilgebiete abweichen.)

Nach § 22 Absatz 2 Nummer 2 Standortauswahlgesetz (StandAG) werden Gebirgsbereiche einschließlich eines abdeckenden Sicherheitsabstands zu einem Endlager ausgeschlossen, wenn geologisch aktive Störungszonen, die das Endlagersystem und seine Barrieren beeinträchtigen können, nachgewiesen sind. Als „aktive Störungszonen“ werden dabei Brüche in den Gesteinsschichten der oberen Erdkruste wie Verwerfungen mit deutlichem Gesteinsversatz definiert, an denen nachweislich oder mit großer Wahrscheinlichkeit im Zeitraum Rupel bis heute, also innerhalb der letzten 34 Millionen Jahre, Bewegungen stattgefunden haben.
Die BGE hat im Nachgang mehrerer Datenabfragen Datensätze aus den verschiedensten Datenquellen von den Staatlichen Geologischen Diensten zu tektonischen Störungen erhalten. Der größte Teil dieser Daten basiert auf Informationen aus geologischen Karten und Übersichtskarten unterschiedlichen Maßstabs. Des Weiteren umfassen die Datenlieferungen Informationen aus Berichten, Forschungsprojekten und aus geologischen 3D-Modellen. In der Regel handelt es sich bei diesen Daten um sogenannte „Störungsspuren“ – Linien, die den Verlauf einer Störung an der Erdoberfläche zeigen. Die räumliche Erstreckung von Störungszonen im Untergrund, z. B. der Fallwinkel oder die maximale Tiefe, liegt der BGE für weniger als 1 % der Störungszonen vor. Angaben zu den Versatzbeträgen von Gesteinsschichten entlang einer Störungszone sind nur in einem Bruchteil der an die BGE übermittelten Datensätze enthalten. Da sowohl der Detailierungsgrad der Informationen (z. B. verschiedene Kartenmaßstäbe als Grundlage), als auch die Qualität der Datensätze hinsichtlich ihres Informationsgehalts (Informationen zu Störungsorientierung und Aktivität) zwischen den Bundesländern stark schwankt, werden die Datensätze nicht deutschlandweit qualitativ angeglichen, sondern für jedes Bundesland wird der Datensatz mit der jeweils besten Qualität verwendet.
Im ersten Schritt zur Anwendung des Ausschlusskriteriums „aktive Störungszonen‘“ klassifiziert die BGE die ihr vorliegenden Störungszonen hinsichtlich ihrer Aktivität als aktiv, inaktiv oder unbekannt. Dabei werden die von den Geologischen Diensten als aktiv klassifizierten Störungen nach derzeitigem Arbeitsstand in der Regel als solche übernommen. Bei einem großen Teil der Datenlieferungen ist jedoch das Alter der Störungsaktivität unbekannt. Die BGE schlägt daher vor, weitere Störungen als aktiv zu klassifizieren, wenn diese in Gesteinseinheiten auftreten, die jünger als 34 Millionen Jahre sind. Dazu werden auf Grundlage der Geologischen Übersichtskarte Deutschlands (GÜK250) alle Störungen selektiert, die Gesteinseinheiten mit einem Maximalalter von 34 Millionen Jahren versetzen.
Nach der Auswahl aktiver Störungszonen muss die Breite des Ausschlussbereichs definiert werden, der sich beidseitig entlang der Störungszonen ergibt. Hinweise dazu sind in der Begründung zum StandAG zu finden (Bundestag-Drucksache 18/11398):

Durch das Kriterium werden Gebiete ausgeschlossen, in denen geologisch aktive Störungszonen vorliegen, die die Sicherheit eines Endlagers beeinträchtigen können. Der erforderliche Sicherheitsabstand zu derartigen Störungszonen ist individuell abzuschätzen. Er beträgt in der Regel mindestens einen Kilometer. Quelle: Bundestag-Drucksache 18/11398, S. 68


Ein solcher Sicherheitsabstand wird als Saum um eine Störungszone verstanden, die, bestehend aus einem Störungskern und einer Zerrüttungszone, selbst eine gewisse flächenhafte Ausdehnung hat. In der wissenschaftlichen Literatur wird die Breite von Zerrüttungszonen um einen Störungskern beschrieben. Diese Breite ist von mehreren Faktoren wie Gesteinstyp und Versatzbetrag einer Störung abhängig und reicht von einigen Zentimetern bis hin zu Maximalbeträgen von etwa 200 m (Childs et al., 2009; Faulkner et al., 2010). Im jetzigen Verfahrensschritt (Schritt 1, Phase 1) findet keine Einzelfallprüfung der jeweiligen Störungszonen hinsichtlich des Versatzbetrags oder der Breite der Zerrüttungszonen statt, sodass ein pauschal festzulegender Sicherheitsabstand um die als aktiv klassifizierte Störungszone zur Anwendung kommt. Die BGE schlägt vor, hierfür den in der Begründung des StandAG genannten Sicherheitsabstand von 1000 m als Saum um die Störungsspur zu verwenden. In den späteren Phasen des Standortauswahlverfahrens (Phasen 2 und 3) werden ggf. Ausdehnungen von Zerrüttungszonen einzelner Störungszonen individuell abgeschätzt. Dies kann zu einer Vergrößerung der Ausschlussbereiche im Laufe des weiteren Verfahrens führen.

Nach Auswahl eines pauschalen Sicherheitsabstands um die als aktiv klassifizierte Störungsspur wird das sich ergebende Volumen von der Geländeoberkante vertikal bis in 1500 m ausgeschlossen (Abb. 3). Ist die Raumlage der Störungsfläche bekannt, wird der Sicherheitsabstand parallel zur Störungsfläche angelegt und der resultierende Volumenkörper ausgeschlossen. Um diese dreidimensionale Information auf einer Karte ausweisen zu können, wird der Ausschlussraum entlang der Störungsfläche vertikal an die Erdoberfläche projiziert (Abb. 3).
Besonderheiten ergeben sich im Umgang mit Sockelstörungen und Scheitelstörungen. Erstere sind Störungen im Grundgebirge unterhalb von Salinarhorizonten, wie sie zum Beispiel im Norddeutschen Becken auftreten. Aufgrund der mechanischen Entkopplung zwischen Grundgebirge unterhalb und den Gesteinsformationen oberhalb von Salinarhorizonten, ist eine direkte Korrelation zwischen Deckgebirgsstörung und Sockelstörung schwierig (Brückner-Röhling et al., 2002). Die BGE schlägt daher vor, dass Sockelstörungen im jetzigen Verfahrensschritt, in dem keine Einzelfallprüfungen stattfinden, nicht zu einem Ausschluss von überlagernden Gebirgsbereichen führen.
Scheitelstörungen hingegen treten oberhalb einiger Salzstrukturen auf und sind auf dessen Wachstumsdynamik zurückzuführen, was im unmittelbar überlagernden Gebirge unter anderem zu Extension und Dachbereichsaufwölbung führen kann (Davison et al., 2000). Für den betroffenen Bereich im Deckgebirge einer Salzstruktur gilt daher das Ausschlusskriterium als erfüllt. Da sich aber Scheitelstörungen in der Regel auf das Deckgebirge beschränken und nicht die Integrität einer Salzstruktur beeinflussen, betrifft der Ausschluss nicht die Salzstruktur im Liegenden (unterhalb) der Scheitelstörungen.
Störungen mit unbekannter Aktivität werden nicht vom Verfahren ausgeschlossen. Für diese Störungszonen erfolgt eine detaillierte Untersuchung im weiteren Verlauf des Verfahrens, wenn diese in einer Standortregion liegen.


Abbildung 3: Ausschlussmethodik und Visualisierung für tektonische Störungen (Ziffern 1 und 2) und atektonische Vorgänge (Ziffern 3 und 4). Für atektonische Vorgänge mit Entstehungstiefen bzw. Einwirkungstiefen (Impakt) größer als 300 m erfolgt der Ausschluss und die Visualisierung analog zu den tektonischen Störungen:
[align=justify]    


Zu den atektonischen Vorgängen hat die BGE Angaben zu Erdfällen, Subrosionsgebieten, Karstgefährdungsgebieten, Massenbewegungen, Glazitektonik und Impaktereignissen (Meteoritenkrater, z. B. Nördlinger Ries) erhalten. Diese werden entsprechend der Entstehungstiefe bzw. der Einwirkungstiefe (Impakt) mit „> 300 m“ bzw. „< 300 m“ oder als „unbekannt“ ausgewiesen.  Für atektonische Vorgänge mit Entstehungs- bzw. Einwirkungstiefen (Impakt) größer als 300 m, erfolgt die Anwendung eines pauschalen Sicherheitsabstandes von 1000 m um das Ereignis und das anschließende Ausschlussverfahren analog zu den tektonischen Störungen (Abb. 3). Für atektonische Vorgänge mit Entstehungstiefen kleiner 300 m oder unbekannter Entstehungstiefe erfolgt kein Ausschluss. Die Relevanz der Entstehungstiefe bzw. Einwirkungstiefe (Impakt) ergibt sich aus der Minimalteufe des einschlusswirksamen Gebirgsbereiches gemäß StandAG.
 
Konsultation zur Anwendung des Ausschlusskriteriums
Gerne möchten wir die Anwendung des Ausschlusskriteriums „Aktive Störungszonen“ mit Ihnen diskutieren. Haben Sie Fragen oder Anregungen zum Verfahren oder Erkenntnisse, die uns bei der Anwendung helfen können? Teilen Sie uns diese mit.

Literaturverzeichnis
Glossar zum Steckbrief "aktive Störungszonen"
Ergänzung zum Steckbrief "aktive Störungszonen"


Angehängte Dateien
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#2
Erst einmal Respekt und Hochachtung an das gesamte BGE-Team für diese Art von Beitrag! Die Darstellung, und überhaupt die gesamte Konsultation, zeugen von einem sehr ernsthaften Bemühen, die Öffentlichkeit einzubinden, sich in die Karten schauen zu lassen, selbst dazulernen zu wollen, und in einen inhaltlichen Dialog zu treten. Das ist keineswegs selbstverständlich, und sehr zu begrüßen!

Das heißt nicht, dass es nicht noch besser ginge. An diesem Beitrag fällt zunächst, dass er immer wieder in Gefahr scheint, in Fachjargon abzugleiten (vielleicht könnten Sie parallel eine Übersetzung in "leichte Sprache" anbieten? Vorbild: https://www.bundestag.de/leichte_sprache). Grenzwertige Begriffe, die sich ohne Fachwissen oder Literaturstudium kaum erschließen, wären hier z.B. "subparallel", "Sekundärstörungen", "Subrosionsgebiete" ... und viele mehr. Manchmal mag Fachjargon für eine kompakte und präzise Darstellung unerlässlich sein. Wenn das Ergebnis aber nur für Wissenschaftler, und selbst unter diesen nur noch für Fachexperten einer bestimmten (geowissenschaftlichen) Disziplin verständlich ist, dann ist nicht viel gewonnen.

Abgemidert würde dieses Problem, wenn Sie den Rückgriff auf die zitierte Literatur erleichtern würden. Eine Maßnahme könnte sein, die Volltexte zu verlinken; mindestens für die Gesetzestexte und Bundestags-Drucksachen dürfte das eine Kleinigkeit sein. Was die wissenschaftliche Literatur angeht, wäre es auch sinnvoll, bevorzugt OpenAccess-Literatur zu zitieren und die entsprechenden Volltexte unmittelbar zu verlinken, damit jeder Leser ohne technische oder finanzielle Barrieren darauf zugreifen und darin weiterlesen kann.

Zum Inhalt zunächst zwei kritische Fragen: Auf S. 3 findet sich die Aussage "Dabei werden die von den Geologischen Diensten als aktiv klassifizierten Störungen nach derzeitigem Arbeitsstand in der Regel als solche übernommen". Ist das nicht genau die falsche Herangehensweise? Müsste die BGE nicht die als "inaktiv" klassifizierten Störungen übernehmen, jede Klassifizierung als "aktiv" hingegen sehr kritisch hinterfragen? Natürlich kann man pauschal antworten, die Geologischen Landesdienste seien vertrauenswürdig - zweifellos sind sie das. Aber wenn die Konstruktion des Standortauswahlgesetzes, das neu geschaffene Institutionengefüge, die Verlagerung vieler Verantwortlichkeiten von der Landes- auf die Bundesebene, die strikte Rollentrennung, dass wissenschaftsbasierte Verfahren und all die fein ausdifferenzierten Maßnahmen zum sukzessiven Vertrauensaufbau nicht ins Leere laufen sollen - müsste die BGE als Bundesgesellschaft nicht besonders dann sehr genau hinschauen, wo immer einer Landesinstitution möglicherweise in Versuchung kommen könnte, Gebiete auf dem eigenen Territorium frühzeitig aus dem Standortauswahlverfahren ausschließen zu lassen? Müsste die BGE in solchen Fällen nicht hieb- und stichfeste Nachweise für den Charakter als "aktive" Störungszone fordern, diese Nachweise dann selbst anhand wissenschaftlicher Kriterien unabhängig prüfen - und im Zweifel eine Störung vorerst als inaktiv, mindestens aber als unbekannt einstufen? Anderenfalls besteht die Möglichkeit, dass Gebiete wegen einer vermeintlich aktiven Störungszone frühzeitig aus der Betrachtung herausfallen, auch wenn es dafür keinen wirklichen Grund gibt.

Zweite Frage: Sie zitieren den Bundestag mit der Vorgabe, der Sicherheitsabstand betrage "in der Regel mindestens einen Kilometer". Dann stellen Sie dar, dass nach Ihren Erkenntnissen in der wissenschaftlichen Literatur "Maximalbeträge von etwa 200m" vertreten werden. Und schlagen vor, diese Diskrepanz dahingehend aufzulösen, dass die BGE "1000m als Saum für die Störungsspur" verwendet. Ist nicht auch das genau die falsche Entscheidung? Müsssten Sie nicht, solange Unkenntnis über den "richtigen" Sicherheitsabstand herrscht, auch hier eher Vorsicht walten lassen und Ihr Ausschluss-Instrumentarium eher auf Sparsamkeit statt auf großzügigen Ausschluss ausrichten? Also das Differenzgebiet von 800m Breite, von dem man bisher nicht genau sagen kann, ob es sinnvollerweise Teil des Sicherheitsabstands sein sollte, vorerst lieber nicht ausschließen? Es in einen späteren Verfahrensschritt doch noch auszuschließen, dürfte dann weit einfacher sein, als es nach einem verfrühten Ausschluss später wieder einzubeziehen. Insofern spricht die Vorsicht, der sinnvolle Umgang mit Ungewissheiten, wie auch das Prinzip der Weißen Landkarte und der sukzessiven Verengung des Suchgebiets dafür, den Sicherheitsabstand zunächst an der Unter- statt an der Obergrenze des Unsicherheits-Intervalls anzusiedeln. Ihn also nicht bei 1000m, sondern bei 200m zu veranschlagen. Das Gebiet dazwischen könnte evtl. in dieselbe Kategorie einsortiert werden wie die "unbekannten" Störungszonen.
#3
(24.04.2020, 17:33)Hinkelstein schrieb: 1) "..Abgemidert würde dieses  Problem, wenn Sie den Rückgriff auf die zitierte Literatur erleichtern würden. ..."

2) "...Zum Inhalt zunächst zwei kritische Fragen: Auf S. 3 findet sich die Aussage "Dabei werden die von den Geologischen Diensten als aktiv klassifizierten Störungen nach derzeitigem Arbeitsstand in der Regel als solche übernommen". Ist das nicht genau die falsche Herangehensweise? ..."

Zu 1) 
Ein Rückgriff auf die zitierte Literatur sollte schnell und einfach ermöglicht werden. OpenAccess ist eine Möglichkeit, die aber wohl nicht immer möglich sein wird. Eine andere Möglichkeit ist eine Kooperation der BGE mit einer öffentlichen Bibliothek z. B. TIB Hannover, die im Sinne der Fernleihe Kopien der zitierten Literatur unkompliziert an Anfragende verschickt, wenn die Anfrager*innen angeben, diese zum privaten Gebrauch zu nutzen. So werden auch die urheber- und verwertungsrechtlichen Normen eingehalten. Vorstellbar ist hier auch ein digitaler "Semesterapparat".

Gerade für die Literatur, die um Zwischenbericht Teilgebiete angeführt werden soll, ist das wichtig, da hier ein schneller Zugriff notwendig sein wird. Die BGE hat auf mehreren Veranstaltungen darauf hingewiesen, dass sie diesbezügliche Fachliteratur aus rechtlichen Gründen nicht zur Verfügung stellen könne.

Sollten Kopien aus besonderen Gründen auf diesem Wege nicht zur Verfügung gestellt werden können, sollte dafür gesorgt werden, dass die Bibliotheken der BGE-Zweigstellen, des BaSE, der BGR und der Landesgeologischen Dienste die Türen für die allgemeine Öffentlichkeit öffnen und die entsprechende Literatur bereithalten.



zu 2)
Die Klassifizierung der Störungen ist ja von enormer Bedeutung. Die Übernahme der Einstufung der Landesgeologischen Dienste erscheint sehr kurz gegriffen, da von der BGE schon berichtet wurde, dass ein Bundesland alle Störungen als inaktiv, ein anderes alle als aktiv gemeldet haben. Es handelte sich um Bayern und Baden-Württemberg, die Zuordnung zu den oben genannten Fällen ist mir entfallen.
#4
(26.04.2020, 21:23)endlagerdialog.de schrieb: schrieb: zu 2)
Die Klassifizierung der Störungen ist ja von enormer Bedeutung. Die Übernahme der Einstufung der Landesgeologischen Dienste erscheint sehr kurz gegriffen, da von der BGE schon berichtet wurde, dass ein Bundesland alle Störungen als inaktiv, ein anderes alle als aktiv gemeldet haben. Es handelte sich um Bayern und Baden-Württemberg, die Zuordnung zu den oben genannten Fällen ist mir entfallen.

Interessant. Im Extremfall, wen die beiden Bundesländer aneinander grenzen und ein- und dieselbe Störung sich auf beiden Seiten fortsetzt, würde die Störung ja nominell an der Landesgrenze den Charakter wechseln. Das verdeutlicht, dass die BGE am besten gar nichts ungeprüft übernehmen, sondern alle aus fremder Quelle bezogenen Informationen und Einstufungen auf Konsistenz, Stichhaltigkeit und wissenschaftliche Nachweisbarkeit prüfen sollte. Sicher wird es Fälle geben, in denen am Ende trotzdem kein eindeutiges Ergebnis steht. Dann muss meiner Meinung nach gelten: Im Zweifel gegen den (vorzeitigen) Ausschluss, und für die weitere Mitführung des betroffenen Gebietes im Auswahlverfahren.

Eine weitergehende Frage: In der obigen Darstellung wird, anders als etwa bei den Steckbriefen zu Bohrungen oder Bergwerken, nicht wirklich deutlich, ob die BGE Störungen als 2D- oder 3D-Phänomen betrachtet. Zwar ist von der räumlichen Lage gekrümmter Störungsflächen die Rede, sowie von der vertikalen Projektion der Volumenkörper an die Geländeoberfläche. Nicht klar wird aber, wie mit (wohl der großen Mehrzahl der) Störungszonen umgegangen wird, deren räumliche Lage im Untergrund unbekannt ist. Irritierend wirkt vor allem die Fokussierung auf geologische Karten für "den größten Teil der Daten" - weil Karten ja pure 2D-Gebilde sind. Ist es sinnvoll, diese lediglich von ihrer Oberflächen-Spur ausgehend linear nach unten fortzuschreiben? Was geschieht mit Störungen, die möglicherweise gar nicht bis an die Oberfläche reichen, sondern geschlossen im Untergrund verlaufen - ist ein solcher Fall denkbar? Wenn ja, würde er mit der BGE-Methodik übersehen? Mit welcher alternativen Methodik könnte man auch solche Fälle detektieren? Wann wäre der richtige Zeitpunkt dafür - hoffentlich nicht erst bei der untertägigen Erkundung?

Letzte Frage: Die gesamte Darstellung scheint fokussiert auf die räumliche Ausdehung einer Störung, sozusagen ihre volumenmäßige Quantität. Spielt daneben auch die Qualität bzw. die Stärke einer Störung eine Rolle? Zu messen wäre diese wohl etwa über die Amplitude bzw. die Distanz des relativen Versatzes. Möglicherweise hängt diese Amplitude bzw. Intensität ja linear mit dem zusammen, was im Rahmen der Standortauswahl eigentlich interessiert - nämlich der Beeinträchtigung der Durchlässigkeit? Ist es dementsprechend sinnvoll, jeder Störung auch eine Intensität zuzuordnen? Oder ist das Vorliegen einer Störung lediglich eine Ja/Nein-Frage?

Und um beides zu verbinden: Wie sind Störungen generell messbar, wenn nicht über ihre Spur an der Oberfläche? Gibt es eine zuverlässige Methode, den Verlauf einer Störung im Volumen des Untergrundes abzubilden, ohne zu bohren? Sind etwa seismische Methoden dazu geeignet? Gibt es andere Methoden des "Untergrund-Röntgens", die auf Störungszonen empfindlich wären und diese in 3D abbilden können? Wie empfindlich sind diese Methoden, und wie hängt ihre Empfindlichkeit evtl. mit der Stärke der Störung (s.o.) zusammen? Gibt es eine "Bagatellgrenze" für schwache Störungen, die zwar vorhanden, aber mit solchen Methoden nicht nachweisbar sind? Wie wäre damit im Rahmen des Standortauswahlverfahrens umzugehen?

Über all das würde man hier gerne mehr lesen. Jedenfalls wäre es sehr erfreulich, wenn man darauf vertrauen könnte, dass die BGE sich solche und ähnliche Fragen auch stellt, sie kritisch reflektiert und, soweit Antworten möglich sind, diese mit der Öffentlichkeit teilt.
#5
Was mir vollständig fehlt: Beim BfE - jetzt BaSE - lief bis 04.2019 ein Forschungsprojekt Evaluierung des Kenntnisstandes von aktiven Störungszonen in Deutschland (KaStör). Siehe auch EnArgus-Datenbank und e-Vergabe. In der Leistungsbeschreibung ist zum Beispiel Folgendes festgelegt:


Zitat:...Zur Identifizierung von aktiven Störungszonen existieren derzeit keine landesweiten, sondern nur regionale lokal begrenzte Literatur- und Datenquellen. Aus diesem Grund sind die Qualität, die Vollständigkeit und die fachlichen Unsicherheiten bzw. Ungewissheiten der ermittelten veröffentlichten Literatur- und Datenquellen für aktive Störungszonen nach § 22 (2) Nr. 2 StandAG in Deutschland zu dokumentieren und zu bewerten. Für Gebiete ohne hinreichende Informationen sind bestmögliche Methoden zur Ermittlung der Aktivität von Störungszonen gemäß der Definition § 22 (2) StandAG aufzuzeigen. Die veröffentlichten Literatur- und Datenquellen zu aktiven Störungszonen sind in einer Literaturdatenbank zu hinterlegen. In einer tabellarischen Aufstellung sind die bekannten aktiven Störungszonen in Deutschland mit ihren regionalgeologischen Charakteristika zu benennen und zu beschreiben. Für jede recherchierte Störungszone sind die Grundparameter, die ermittelten Literatur- und Datenquellen, inkl. einer kurzen Zusammenfassung der Kernaussagen und Hinweise auf geeignete Methoden für die Identifizierung von aktiven Störungszonen verständlich darzustellen. Der potentielle Bedarf an Forschung und Entwicklung für Gebiete ohne hinreichende Informationen ist zu benennen, um hier frühzeitig Wissenslücken aufzuzeigen. Darüber hinaus ist für Deutschland und Europa zu recherchieren, welche Methoden zur Identifizierung von aktiven Störungszonen nach derzeitigem Stand von W&T eingesetzt werden. Die Ergebnisse sind in einer weiteren tabellarischen Auflistung zu dokumentieren. Abschließend sind auch Empfehlungen zu den für die Identifizierung von aktiven Störungszonen am besten geeigneten Methoden zu geben...


Sind Ergebnisse dieser Arbeit der Beak Consultants GmbH, Freiberg der BGE bekannt? Beim BaSE ist zu den Ergebnissen nichts zu lesen, obwohl die Studie bereits vor einem Jahr beendet sein sollte. Zu welchen Ergebnissen kommt diese Studie? Wo sind die verständlichen Darstellungen?
#6
Noch eine Zusatzfrage an das BGE-Team:

Wie sinnvoll ist es aus Sicht der BGE, dass das gesetzliche Ausschlusskriterium auf "aktive" Störungszonen beschränkt ist? Klar, was sich in jüngerer geologischer Vergangenheit bewegt hat, könnte sich auch in der Zukunft bewegen, neue Risse und Klüfte öffnen, etc. Grund genug für einen Ausschluss.
Aber gilt auch der Umkehrschluss: Was sich schon mehr als 34 Mio. Jahre nicht mehr gerührt hat, das hat auch keine Klüfte mehr und kann die Endlagersicherheit nicht beeinträchtigen? Ist demnach die Riss-Heilung nach einer Maximaldauer von 34 Mio. Jahren garantiert?
Wenn nein: Müsste man dann nicht evtl. auch ältere Störungen in die Betrachtungen und evtl. den Ausschluss einbeziehen?
#7
(29.04.2020, 15:36)Hinkelstein schrieb: ....Aber gilt auch der Umkehrschluss: Was sich schon mehr als 34 Mio. Jahre nicht mehr gerührt hat, das hat auch keine Klüfte mehr und kann die Endlagersicherheit nicht beeinträchtigen? Ist demnach die Riss-Heilung nach einer Maximaldauer von 34 Mio. Jahren garantiert?
Wenn nein: Müsste man dann nicht evtl. auch ältere Störungen in die Betrachtungen und evtl. den Ausschluss einbeziehen?

In dem Poster bei den Tagen der Standortauswahl  (Tagungsband S.6 , leider ist das Poster nicht dokumentiert)

P03: K. Müller; Neotectonics and paleoseismicity - The reactivation potential of faults in northern Germany due to glacial isostatic adjustment

wurde die Reaktivierung von Störungen in der Zeit nach der Eiszeit diskutiert. Wenn ich richtig verstanden habe, kann schon der Rückzug des Eises nach einer Eiszeit alte Störungen aktivieren.
Dazu gibt es ein Forschungsvorhaben der BGR mit dem Titel Paläoseismische Untersuchung Norddeutschlands. Leider liegt noch kein Endbericht vor - siehe hier. Wie wird die BGE damit umgehen?

Ein anderer Aspekt ist die Berücksichtigung von Sockelstörungen. Diese sollen vorerst nicht berücksichtigt werden. Begründet wird das mit:

Aufgrund der mechanischen Entkopplung zwischen Grundgebirge unterhalb und den Gesteinsformationen oberhalb von Salinarhorizonten, ist eine direkte Korrelation zwischen Deckgebirgsstörung und Sockelstörung schwierig (Brück-ner-Röhling et al., 2002).

Leider ist die angeführte Literatur nicht mit einem Link versehen, sie lässt sich auch nicht ohne Weiteres auf https://www.bgr.bund.de finden.

Kann eine solche Sockelstörung aber nicht zu einer hohen halokinetischen Aktivität führen, die einen Ausschluss notwendig macht? Können nicht bei einer Aktivierung einer Sockelstörung die Abfälle freigelegt werden, wie es für Lösungen angenommen wird (Mehnert, M.(2005). Endlagerung radioaktiver Abfälle als nationale Aufgabe. S. 54):

...Im Erkundungsbereich 1 ist ein größerer Lösungszutritt in der normalen Abfolge des Hauptsalzes der Staßfurt-Folge (z2) nicht festgestellt worden. Während der Salzstockbildung wurde das Hauptsalz derart durchbewegt, dass es heute in seinem Erscheinungsbild als „halokinetische Brekzie“ vorliegt. Die ehemals im Hauptsalz enthaltenen Lösungen wurden infolge der Durchbewegung zum Salzspiegel hin abgepresst oder sind heute teilweise noch im Hauptanhydrit, der einen Kluftspeicher darstellt, anzutreffen....
#8
Liebe Mitglieder Hinkelstein und endlagerdialog.de,

vielen Dank für Ihre Fragen und Ihre Anmerkungen. Es folgt ein erster Satz Antworten:

Hinkelstein schrieb:
“An diesem Beitrag fällt zunächst, dass er immer wieder in Gefahr scheint, in Fachjargon abzugleiten (vielleicht könnten Sie parallel eine Übersetzung in "leichte Sprache" anbieten? Vorbild: https://www.bundestag.de/leichte_sprache). Grenzwertige Begriffe, die sich ohne Fachwissen oder Literaturstudium kaum erschließen, wären hier z.B. "subparallel", "Sekundärstörungen", "Subrosionsgebiete" ... und viele mehr. Manchmal mag Fachjargon für eine kompakte und präzise Darstellung unerlässlich sein. Wenn das Ergebnis aber nur für Wissenschaftler, und selbst unter diesen nur noch für Fachexperten einer bestimmten (geowissenschaftlichen) Disziplin verständlich ist, dann ist nicht viel gewonnen.“

Antwort der BGE:
Die Formulierung der Steckbriefe stellt immer einen Spagat zwischen der verständlichen Formulierung auf der einen Seite und der präzisen und fachlich korrekten Erläuterung unseres Vorgehens auf der anderen Seite dar. Gerade bei Ausschlusskriterien mit höherer Komplexität ist es sehr schwierig, diesem Anspruch gerecht zu werden. Daher erachten wir Ihren Vorschlag als sehr wertvoll und werden diesen Aspekt in der Zukunft verstärkt berücksichtigen. Zum Verständnis von Fachbegriffen haben wir ein Glossar für diesen Steckbrief erstellt.
 
Hinkelstein schrieb:
„Abgemidert würde dieses Problem, wenn Sie den Rückgriff auf die zitierte Literatur erleichtern würden. Eine Maßnahme könnte sein, die Volltexte zu verlinken; mindestens für die Gesetzestexte und Bundestags-Drucksachen dürfte das eine Kleinigkeit sein. Was die wissenschaftliche Literatur angeht, wäre es auch sinnvoll, bevorzugt OpenAccess-Literatur zu zitieren und die entsprechenden Volltexte unmittelbar zu verlinken, damit jeder Leser ohne technische oder finanzielle Barrieren darauf zugreifen und darin weiterlesen kann.“

Antwort der BGE:
Wir bedanken uns für diesen Hinweis, den wir in Hinblick auf die Verlinkung von frei verfügbaren Quellen gerne umsetzen. Die entsprechenden Verlinkungen im Steckbrief werden wir zeitnah einfügen. Was den freien Zugang zu wissenschaftlicher Fachliteratur betrifft, würden wir uns selbstverständlich freuen, wenn mehr Fachartikel mit Open Access Berechtigung veröffentlicht würden. Die Auswahl der Quellen erfolgt jedoch hinsichtlich der Relevanz und Qualität, was zur Folge hat, dass häufig keine Open Access Alternative zur Verfügung steht. 
 
Hinkelstein schrieb:
„Auf S. 3 findet sich die Aussage "Dabei werden die von den Geologischen Diensten als aktiv klassifizierten Störungen nach derzeitigem Arbeitsstand in der Regel als solche übernommen". Ist das nicht genau die falsche Herangehensweise? Müsste die BGE nicht die als "inaktiv" klassifizierten Störungen übernehmen, jede Klassifizierung als "aktiv" hingegen sehr kritisch hinterfragen? Natürlich kann man pauschal antworten, die Geologischen Landesdienste seien vertrauenswürdig - zweifellos sind sie das. Aber wenn die Konstruktion des Standortauswahlgesetzes, das neu geschaffene Institutionengefüge, die Verlagerung vieler Verantwortlichkeiten von der Landes- auf die Bundesebene, die strikte Rollentrennung, dass wissenschaftsbasierte Verfahren und all die fein ausdifferenzierten Maßnahmen zum sukzessiven Vertrauensaufbau nicht ins Leere laufen sollen - müsste die BGE als Bundesgesellschaft nicht besonders dann sehr genau hinschauen, wo immer einer Landesinstitution möglicherweise in Versuchung kommen könnte, Gebiete auf dem eigenen Territorium frühzeitig aus dem Standortauswahlverfahren ausschließen zu lassen? Müsste die BGE in solchen Fällen nicht hieb- und stichfeste Nachweise für den Charakter als "aktive" Störungszone fordern, diese Nachweise dann selbst anhand wissenschaftlicher Kriterien unabhängig prüfen - und im Zweifel eine Störung vorerst als inaktiv, mindestens aber als unbekannt einstufen? Anderenfalls besteht die Möglichkeit, dass Gebiete wegen einer vermeintlich aktiven Störungszone frühzeitig aus der Betrachtung herausfallen, auch wenn es dafür keinen wirklichen Grund gibt.“

endlagerdialog.de schrieb:
„Die Klassifizierung der Störungen ist ja von enormer Bedeutung. Die Übernahme der Einstufung der Landesgeologischen Dienste erscheint sehr kurz gegriffen, da von der BGE schon berichtet wurde, dass ein Bundesland alle Störungen als inaktiv, ein anderes alle als aktiv gemeldet haben. Es handelte sich um Bayern und Baden-Württemberg, die Zuordnung zu den oben genannten Fällen ist mir entfallen.“

Antwort der BGE:
Wir fassen die Antwort auf die Fragen und Anmerkungen von Hinkelstein und endlagerdialog.de im Folgenden zusammen:
Dies ist in unseren Augen ein äußerst konstruktiver und wichtiger Hinweis. Die von Ihnen zitierte Formulierung der BGE ist unglücklich gewählt und wir nutzen an dieser Stelle gerne die Möglichkeit, unsere Vorgehensweise besser zu erklären. Unabhängig von Ihrem Beitrag haben wir uns während der letzten Wochen intensiv mit unserer Vorgehensweise zur Ausweisung aktiver Störungszonen beschäftigt und diese, verglichen mit der im Steckbrief genannten Darstellung, aktualisiert. Diese methodische Weiterentwicklung ist in einer Ergänzung zum Steckbrief aufgeführt, auf die wir an dieser Stelle zunächst verweisen möchten. Ihr Diskussionsbeitrag bezieht sich dabei insbesondere auf das unter Punkt 1 aufgeführte Vorgehen zur Ausweisung aktiver Störungszonen auf Basis von Vorschlägen seitens der Staatlichen Geologischen Dienste (SGD). 
Auf Grundlage von Datenabfragen erhält die BGE von den SGDs Daten von Störungsspuren oder -flächen zusammen mit Vorschlägen bzgl. deren Aktivität und/oder deren Bewegungsphasen in bestimmten geologischen Zeitabschnitten. In Hinblick auf die „Richtigkeit“ dieser Daten geht die BGE davon aus, dass es zu keiner absichtlichen Verfälschung der Daten seitens der Bundes- und Landesbehörden gekommen ist.
Die mit den Daten übermittelten Vorschläge bzgl. der Aktivität und der Bewegungsphasen der Störungszonen werden seitens der BGE nicht ungeprüft übernommen. Hier erfolgt eine Bewertung der jeweiligen Datenbasis auf wissenschaftliche Plausibilität. So wurden uns z.B. aktive Störungszonen als Ergebnis von Forschungsvorhaben übermittelt (z. B. aus Sachsen, u.a. aus dem Forschungsprojekt „Junge känozoische tektonische Entwicklung in Kristallingebieten in Sachsens (Andreani et al., 2014)), deren Aktivität wissenschaftlich nachvollziehbar dokumentiert ist. In anderen Datensätzen ist der Vorschlag damit begründet, dass Mess- oder Geländedaten einen Versatz von Gesteinsschichten darstellen, die jünger als 34 Millionen Jahre sind. Wie in unserer Ergänzung zum Steckbrief dargestellt, ist dies auch ein Kriterium der BGE, um aktive Störungszonen auszuweisen. Sobald die fachliche Einschätzung der BGE von den Vorschlägen aktiver Störungszonen der SGDs abweicht, werden Störungszonen in Hinblick auf ihre Aktivität als unbekannt eingestuft.
Im Rahmen unserer Arbeit mit den uns vorliegenden Daten stellen wir fest, dass die SGDs in der Regel tendenziell wenige Störungszonen als aktiv eingeschätzt haben. Über 87 % der Störungszonen wurden mit dem Verweis auf unbekannte Aktivität bzw. ohne Hinweise auf Aktivitätszeiträume der Störungszonen an die BGE übergeben. Die uns vorliegenden Vorschläge aktiver Störungszonen sind daher in der Regel auf eine wissenschaftlich plausible Datenbasis und Begründung zurückzuführen. Dieser Tatsache ist die von Ihnen zitierte Aussage in unserem Steckbrief geschuldet, die präziser formuliert hätte lauten sollen „Die fachliche Bewertung der BGE deckt sich in der Regel mit den Vorschlägen der SGDs“.
 
Literatur
Andreani, L., Stanek, K. P., Gloaguen, R., Krentz, O., & Domínguez-González, L., 2014. DEM-based analysis of interactions between tectonics and landscapes in the Ore Mountains and Eger Rift (East Germany and NW Czech Republic). Remote Sensing 6 7971-8001.
#9
Danke! Natürlich bleibt die Leserschaft gespannt auf weitere Aussagen zu den noch nicht beantworteten Fragen. Aber die hier getroffenen Aussagen und Klarstellungen sind schon sehr hilfreich. Auch ist es sehr erfreulich zu sehen, dass die BGE fähig und willens ist, auf Rückfragen einzugehen, Anregungen aufzunehmen, eigene Aussagen bei Bedarf zu präzisieren und die Darstellung des gesamten Sachverhalts schrittweise zu optimieren. Es entsteht der Eindruck, dass die BGE tatsächlich an einer kooperativen und optimierten Lösung sachlicher Probleme interessiert ist. Das hebt sich wohltuend ab von der Verteidigungshaltung, die anderswo praktiziert wird.

Zur Sache: Die Ergänzung zum Steckbrief ist hilfreich. Dazu lediglich zwei Rückfragen: Wie kann die BGE sicherstellen, dass das auf immer zahlreichere Dokumente verteilte, fragmentierte Wissen zu Ausschlusskriterien konsolidiert und bewahrt wird? Gibt es Vorstellungen zu einem dauerhaften Wissensmanagement? Wichtig wäre ja etwa, dass Menschen, die in 5 oder 10 Jahren erstmals an einer Regionalkonferenz mitwirken, sich nicht langwierig neu einarbeiten müssen, sondern Ergebnisse von Diskusisonen wie dieser schnell aufnehmen und darauf aufbauen können. Dazu müssen die Ergebnisse kompakt aufbereitet und überliefert werden. Welche Rolle kann die BGE dabei spielen?
Zweite Frage: Ihre Ausführungen zu Konsistenz-Brüchen an Landesgrenzen sind sehr bedenkenswert. Kann man aus der beobachteten Problematik möglicherweise methodische Beiträge zum fundierten Umgang mit Unsicherheiten ableiten? Können etwa räumliche Sprünge von Störungs-Spuren an einer Landesgrenze quantitative Hinweise auf Ungenauigkeiten der Positionsbestimmung der Störung beidseits der Grenze geben? Lässt sich etwa der Sprung-Betrag unmittelbar in ein Unsicherheits-Intervall übersetzen? Es wäre zumindest erfreulich, wenn das noch kaum diskutierte Thema "rationaler Umgang mit Unsicherheiten" hiervon profitieren könnte.

Das Glossar scheint eine gute Idee. Auch dieses lässt sich aber sicherlich schrittweise weiter optimieren. So wäre es hilfreich, wenn der im ersten Eintrag verwendete Begriff "Dehnung" auf den zugehörigen Eintrag auf S. 2 verweisen würden - und wenn dieser nicht unter "E" wie Extension, sondern auch unter "D" wie Dehnung auffindbar wäre. Der Nutzwert für nicht-Geologen könnte gesteigert werden, indem alle weiteren, nicht aus der Alltagssprache vertrauten Begriffe - hier etwa: "Streichen" - mit eigenen Einträgen gewürdigt würden. Besonders hilfreich könnte es sein, wenn auf Querverbindungen zwischen den Begriffen explizit hingewiesen würde: Ist etwa eine "Blattverschiebung" eine Form der "Scherung"? Sind "Blattverschiebungen" dadurch definiert, dass der "Versatz" parallel zur Störungsfläche orientiert ist? Was haben "Karste" evtl. mit "Subrosion" zu tun?
#10
Worin begründet sich das Vorgehen, dass bei über 99% Prozent der Störungen senkrecht nach unten ausgeschlossen werden soll, obwohl kein Fallwinkel vorliegt? ("Fallwinkel liegt der BGE für weniger als 1 % der Störungszonen vor.")

Da der Fallwinkel in den allermeisten Fällen von den, indirekt angenommenen, 90 Grad abweichen dürfte, werden so unzulässig zu große bzw. falsche Volumen ausgeschlossen.


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