Ermittlung der Reaktion von Magma auf Bohrarbeiten in Krafla, Island

• Antragsteller: Professor Dr. Yan Lavallée; Professor Dr. Daniel Weidendorfer
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Geologie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 560559274

Geothermische Bohrungen in Tiefen der Erdkruste, die nahe an Magmaspeichern liegen, können zur Nutzung hochenthalpischer überkritischer Fluide führen. Diese neue grüne „Magmawärme“ ist ein Ziel des vom ICDP finanzierten Konsortiums Krafla Magma Testbed (KMT). Unser neues Projekt hier wird einige der wichtigsten anfänglichen Herausforderungen beim Bohren in oder in der Nähe von Magma lösen, indem es einschränkt, wie Magma physikalisch und chemisch auf die mit dem Bohren von Bohrlöchern verbundene Dekompression und Abkühlung reagiert. Wie bei KMT liegt der Schwerpunkt der Fallstudie unseres Projekts auf dem Vulkan Krafla in Island. Die wichtigsten Ziele sind: (1) Die Reaktion von Magma auf die induzierte Abkühlung und Dekompression beim Bohren experimentell einzuschränken, unter Verwendung der Versuchslabors der LMU München; (2) Die rheologische Reaktion von Magma auf das Bohren quantifizieren und modellieren; und (3) Basierend auf (1) und (2) ein neues mehrskaliges mathematisches Modell für die Magmadynamik zu entwickeln, das die Auswirkungen von lokalem Blasenwachstum, explosiven Fragmentierungsereignissen und diffusivem Verlust von flüchtigen Stoffen auf Systemebene erfasst. Diese Ziele werden durch drei gezielte und detaillierte Arbeitspakete und durch die Unterstützung eines neuen Doktoranden und des PI-Teams sowie der am Projekt beteiligten Mitarbeiter erreicht. Daher werden wir die nächste Generation von Wissenschaftlern in den Bereichen Geothermie und Naturwissenschaften betreuen und ausbilden. Zusammengenommen werden die Ziele zu einem grundlegenden Wandel in unserem Verständnis der Magmadynamik führen und sichere Strategien für das Bohren in der Nähe von oder in Magma ermöglichen, um explosives Verhalten zu vermeiden, das bei der Dekompression von Magma allzu häufig auftritt. Die Ergebnisse dieses Projekts gehen über geothermische Bohrungen hinaus und haben wichtige Auswirkungen auf unser Verständnis von Vulkanausbrüchen im Allgemeinen, bei denen es wie beim Bohren um die Dekompression und Abkühlung von Magma geht, während es durch die Erdkruste aufsteigt. Auch wenn die Hauptziele des Projekts mit der KMT in Zusammenhang stehen, gibt es auch nachgelagerte Nutznießer, zu denen Vulkanologen und Organisationen zur Gefahrenminderung auf der ganzen Welt gehören, die ein besseres Verständnis davon gewinnen möchten, wie sich Magma im Vorfeld von Ausbrüchen im Allgemeinen verhält.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP)
• Mitverantwortlich: Dr. Fabian Wadsworth