Aufstiege von tiefem Kohlendioxid (CO2) durch die Opalinuston-Formation in Baden-Württemberg

Abstract

Die Tonsteine in der Opalinuston-Formation des Braunen Juras sind in tiefer Lage, unterhalb der Auflockerungs- und Verwitterungszone, nach umfangreichen Untersuchungen sehr gering durchlässig bis nahezu undurchlässig und verbreitet über 100 m mächtig. Darauf beruht die Diskussion einer potenziellen Eignung des Opalinustons als Wirtgestein für eine Endlagerung radioaktiver Abfälle. In Baden-Württemberg bestehen drei, seit Jahrhunderten bekannte und als Säuerlinge genutzte Austritte von Kohlendioxid in stratigrafischer Position oberhalb des Opalinustons: Im Bereich tektonischer Strukturen im oberen Filstal bei Bad Ditzenbach und bei Bad Überkingen sowie im Bereich eines miozänen Vulkanschlotes in Kleinengstingen auf der Albhochfläche. Nach isotopenphysikalischem Befund ist das CO₂ tiefer, magmatischer Herkunft. Aufgrund der niedrigen Druckhöhen des Grundwassers in den Aquiferen unter dem Opalinuston ist ein Gastransport mit aufsteigendem Grundwasser auszuschließen. Ein CO₂-Aufstieg durch oder entlang einer Vulkanröhre (Kleinengstingen) ist generell erklärbar, bemerkenswert ist aber seine Einmaligkeit in Baden-Württemberg. An den beiden Standorten im Filstal sind tektonische Dehnungsstrukturen nachgewiesen, der Verlauf und die Ausbildung der Störungen jedoch nicht hinreichend geklärt. Der vertikale Versatzbetrag bleibt hier unter 20% der Mächtigkeit der einheitlichen Tonsteinserie. Eine gasdichte „Verheilung“ durch Quellen oder Plastifizierung an den Störungsflächen hat offensichtlich nicht stattgefunden. Die Ausbildung der gasdurchlässigen Strukturen im Tonstein ist bisher nicht bekannt. Entsprechendes gilt für deren sichere Identifizierung im Untergrund.