Erdbeben durch natürliches Fracking

Taipei (Taiwan) – Bewegen sich Flüssigkeiten unter hohem Druck durch tiefes Gestein, können Erdbeben ausgelöst werden. Diesen Prozess konnte nun ein internationales Team von Geophysikern in einem Erdbebengebiet auf Taiwan genauer untersuchen. Möglich wurde dies mit einer etwa zwei Kilometer tiefen Bohrung, die nach dem schweren Chi-Chi-Beben 1999 in der Region direkt in die geologische Bruchzone vorgenommen wurde. Die Ergebnisse dieser Studie, die die Forscher in der Zeitschrift „Science“ veröffentlichten, könnten besonders für Energieunternehmen wichtig sein, die in Schiefergestein gebundenes Erdgas mit Hilfe von in die Tiefe verpressten Flüssigkeiten – dem sogenannten Fracking – fördern wollen.

„Die Bewegung von Hochdruck-Flüssigkeiten im Untergrund – entweder in natürlichen Prozessen oder injiziert bei industriellen Aktivitäten – hat das Potenzial, starke Erdbeben auszulösen“, schreiben Kuo-Fong Ma von der National Central University in Taiwan und ihre Kollegen aus Japan und den USA. Doch dieser Effekt konnte vorher noch nie direkt in einer Bruchzone untersucht werden. Dank eines ganzen Netzwerks aus Seimometern, die selbst kleinste Erdbeben registrieren können, gelang dem Forscherteam nun, einen eindeutigen Zusammenhang zwischen den sich bewegenden Flüssigkeiten im Untergrund und Erschütterungen im Gestein zu erkennen.

Da die Gesteinsschichten rund um das Bohrloch selbst ausreichende Wassermengen führten, brauchten die Forscher keine Flüssigkeiten zu injizieren. Der vorherrschende Wasserdruck reichte aus, um in der Bruchzone weitere kleine Gesteinsbrüche zu erzeugen. Die Folge waren schwache Erschütterungen, die sich mit den Sensoren im Bohrloch und an der Oberfläche nachweisen ließen. Rund 100 solcher Minibeben konnten die Forscher während eines Monats aufzeichnen. Da nicht klassische Bebenmechanismen, sondern die Wasserbewegungen dafür verantwortlich waren, gaben sie diesen Beben eine neue Bezeichnung: I-Typ-Ereignisse.

Schäden können solche Beben als Folge eines natürlichen, hydraulischen Frackings an der Oberfläche kaum anrichten. Werden jedoch Flüssigkeiten unter hohem Druck in den Untergrund injiziert, liegen stärkere Gesteinsbrüche und damit auch stärkere Beben im Bereich des Möglichen. Für die Suche nach Erdgas und Erdöl in geologisch instabilen Zonen wie bei diesen Experimenten birgt Fracking daher ein nicht zu vernachlässigendes Bebenrisiko.