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Forschungsarbeit: Anwendung der TEM-Schlepptechnik in geothermischen Gebieten Neuseelands (2023)

Die Autoren: Robert R Reeves, Jesper B Pedersen, Thomas Brakenrig, Pradip K Maurya, Liam McGovern, Brian Moorhead und Ashley Cedar

Zusammenfassung: Es besteht ein zunehmender Bedarf, den oberflächennahen Untergrund (oberhalb von 100 m) mit geophysikalischen Techniken abzubilden, um Informationen über die Ressourcennutzung, den Ressourcenschutz, die Entwicklung von Vorschriften und Strategien, die Widerstandsfähigkeit von Gemeinschaften und ganz allgemein darüber zu erhalten, wie die Menschen leben und mit ihrer Umwelt interagieren können. Geothermische Systeme sind eine solche natürliche Ressource, deren oberflächliche hydrologische Strukturen im Allgemeinen nur wenig verstanden, aber dennoch in großem Umfang genutzt werden. Das Verständnis der geothermischen Hydrologie wird Aufschluss über potenzielle Umweltauswirkungen und hydrothermale Risiken geben. Die geophysikalische Schleppmethode tTEM (towed transient electromagnetic) wurde erfolgreich zur Kartierung von Permeabilitätsstrukturen eingesetzt, die mit aktuellen und/oder historischen oberflächennahen geothermischen Flüssen und/oder hydrothermalen Veränderungen in Teilen der geothermischen Felder Rotorua und Wairakei-Tauhara in Neuseeland in Verbindung stehen. Hochverdichtete
tTEM-Messungen haben es ermöglicht, ausgeprägte oberflächennahe (oberste 100 m) Widerstandsanomalien zu identifizieren und zu interpretieren. Zu den großräumigen Widerstandsanomalien, die in dieser Studie interpretiert wurden, gehören geothermische Veränderungen, die mit aufsteigenden, kochenden geothermischen Flüssigkeiten in Verbindung gebracht werden, seitliche oberflächennahe durchlässige Zonen und potenzielle Standorte von Aquiferen, die geothermische Quellen speisen. Zur Unterscheidung dieser potenziellen Ursachen für niedrige Widerstandsanomalien werden im Allgemeinen zusätzliche Informationen benötigt. Die Kontraste in den modellierten Widerständen sind in "Aufwärtsströmungs"-Gebieten (Gebiete, in denen fast kochendes chloridhaltiges Wasser nahe der Bodenoberfläche aufsteigt) stärker als in dampfbeheizten geothermischen Gebieten. Dies ist wahrscheinlich auf heftige Prozesse (wie sie an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und siedendem Wasser zu erwarten sind) zurückzuführen, die auf das Deckgestein in den Aufwärtsströmungsgebieten einwirken, wodurch die tTEM-Technik bei der Identifizierung potenzieller Flüssigkeitswege aus der Tiefe an die Oberfläche in diesen Gebieten wertvoll wird. Neue Einblicke in die oberflächennahe Durchlässigkeitsstruktur mit möglichen oberflächennahen Siedezonen befinden sich in 50 m Tiefe an einem der Untersuchungsstandorte. Die Identifizierung dieser Gebiete hilft nicht nur zu verstehen, wie sich geothermisches Fluid aus der Tiefe an die Oberfläche bewegt, sondern kann auch dazu beitragen, die hydrothermale Explosionsgefahr in diesen Gebieten zu beherrschen.

Geothermie, 114

DOI

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