Noch mehr Löcher im Eis – Zugang zur Kaverne

Heißwasserbohrung (Foto: H. Schubert)

Ein Teil der Vorerkundung im Rahmen von Sub-EIS-Obs zielt darauf ab, einen möglichst geeigneten Standort für eine tiefere geologische Bohrung zu bestimmen. Neben den seismischen Messungen ist dafür auch eine Probennahme vom Ozeanboden selbst nützlich. Aber wie bekommt man einen geologischen Bohrer an den Ozeanboden, unter einem 200 m mächtigen Eisschelf? Man könnte einen Eiskern bohren. Das dauert allerdings recht lange und prodziert auch nur ein Loch, dass ca. 10 cm im Durchmesser hätte. Eine andere Technik basiert auf der Bohrung mit heißem Wasser – Heißwasserbohrung (Hot Water Drilling – HDW). Neben dem Vorteil, dass diese Methode einen vergleichsweise zügigen Bohrfortschritt erlaubt, läßt sich über die Bohrgeschwindigkeit auch der Durchmesser des Bohrlochs verändern. Ein weiterer Vorteil gegenüber einer Eiskernbohrung ist, dass beim HWD das Loch mit Wasser als Stützflüssigkeit gefüllt ist. So wird ein plötzlicher Einbruch von Wasser beim Durchbohren des Eisschelfs an der Unterseite in den Ozean verhindert.

Heißwasserbohrung (Foto: J. Tell)

Das System funktioniert nicht anders als ein Hochdruckreiniger – in mehreren Durchlauferhitzern wird Wasser erwärmt und in einem Becken gesammelt. Dort fügt man den reichlich vorhandenen Schnee hinzu, um die Gesamtmenge des Wassers zu erhöhen. Mehrere Hochdruckpumpen befördern das heiße Wasser durch eine sogenannte Lanze in das Bohrloch. Dort steht durch die hohe Temperatur des Wassers Energie zum Schmelzen von Eis vor der Lanze zur Verfügung, das Loch vergrößert sich bzw. wird tiefer. Das überschüssige flüssige Wasser wird wieder nach oben in das Becken gepumpt, so dass ein fast geschlossener Kreislauf entsteht.

200 m tiefes Loch im Ekström-Eisschelf (Foto: B. Biskaborn)

Die Schwierigkeit bei den Heißwasserbohrungen: hat man einmal begonnen, so darf der Bohrvorgang nicht unterbrochen werden. Innerhalb kurzer Zeit würde das Wasser im Bohrloch abkühlen und gegebenenfalls sogar gefrieren – das Loch wäre verschlossen. Je nach Eismächtigkeit kann eine Heißwasserbohrung mehrere Stunden bis mehrere Tage in Anspruch nehmen. Bei den jetzt gebohrten Löchern waren es über 30 Stunden pro Loch. D.h. für das beteiligte Team: Arbeit in Schichten, kurze Nächte. Am Ende hat sich der Aufwand aber gelohnt, und die geologischen Bohrer konnten für die Probennahme eingesetzt werden.

Leser:innenkommentare (3)

  1. Petra Seifert

    Bravo zum Erfolg. Viel Spass weiterhin.verfolge eure Arbeit mit grossem Interesse. Gruss Petra

  2. sylvia süß

    ich finde das sehr interessant, vor allem da ich auch der laienhaften Ansicht war mit einem bohrer läßt sich so ein loch ohne weiteres bohren. es sind wirklich Herausforderungen vor denen ihr steht.
    Hut ab !!

    gruß sylvia

  3. Unter dem Eis … - AWI-Eisblog

    […] ist es nicht nur dunkel, dort gibt es auch Leben! Nach erfolgreichen Heißwasserbohrungen war der nächste Schritt, unter dem Ekströmisen direkt Proben vom Meeresgrund bzw. den oberen […]

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