Migration

Erste Barriere sind die flözführenden Oberkarbon-Schichten, hier vorwiegend die Ton- und Schluffsteine. Das Fracken konzentriert sich auf die Steinkohlenflöze - sofern dies in der Steinkohle überhaupt erforderlich ist - und erfasst in nur geringem Maße die umgebenden Gesteine. Das Steinkohlengebirge ist weitgehend trocken; eine stärkere Wasserführung ist ausgehend von den Erfahrungen im Steinkohlenbergbau weitgehend auf Störungszonen beschränkt. Die Kohle selbst enthält ca. 1 - 3 % Wasser, das, ähnlich wie das Gas, als Formationswasser (Bergfeuchte) im Porenraum des Gesteins eingeschlossen ist.

Die darüber folgenden Karbonatgesteine des Cenomans und Turons sind als Grundwasserleiter einzustufen. Eine Verkarstung tritt an den Rändern des Münsterländer Kreidebeckens auf; im zentralen Beckenteil ist eine Verkarstung mangels Aufschlüssen nicht nachgewiesen. Vornehmlich handelt es sich um tiefes Grundwasser mit hohem Salzgehalt, das nur sehr langsam fließt oder stagniert.

Darüber folgt mit dem mehrere hundert bis maximal rund 1000 m mächtigen (ARNOLD, 1963) eine zweite geologische Barriere. Nur im oberen Teil ist der Emscher-Mergel aufgelockert und wasserwegsam.

Es gibt geologische Störungen im Emscher-Mergel, die bis in die Oberkarbon-Schichten hinabreichen. Inwieweit die Störungen Wasser- oder Gas-wegsam sind, ist im Einzelfall zu prüfen. Damit die Funktion der geologischen Barrieren mit ausreichender Sicherheit langfristig gewährleistet ist, ist dem Auftreten von tief reichenden Gebirgsstörungen im Rahmen der Exploration besondere Beachtung zu schenken und sind hierzu gezielte Untersuchungen durchzuführen, wie z. B. seismische Auswertungen oder die Untersuchung von Bohrkernen.

Erst über dem Emscher-Mergel folgen Schichten aus der höheren Oberkreide oder dem Quartär, die örtlich Grundwasserreservoire enthalten (z. B. Halterner Sande, Münsterländer Kiessandzug), oft aber auch aus gering mächtigen, schluffigen und feinsandigen Schichten mit nur geringer Grundwasserwegsamkeit bestehen.

Beeinflussung des Grundwassers durch Methanaustritt

Auch für das Methan, das in den Schichten des Oberkarbons enthalten ist, stellt das kreidezeitliche Deckgebirge eine Barriere dar. So finden sich im Münsterland direkt unter dem Deckgebirge die höchsten Gasgehalte in der Kohle, während am Niederrhein, wo das Deckgebirge vorwiegend aus sandigen Ablagerungen besteht, die Karbonschichten nahe der Deckgebirgsgrenze weitgehend entgast sind. Diese Beobachtung deutet im Übrigen darauf hin, dass das Flözgas in geringem Maße wanderfähig ist und (in geologischen Zeiträumen) zur Erdoberfläche aufsteigt.

Abb.6: Flözgasprofile des Oberkarbons (nach GASCHNITZ, 2001) (Profil 11: Niederrhein; Profil IV: Münsterland) waagerechte Gitterlinien: Tiefenskala mit Gitterlinienabstand 100m; senkrechte Gitterlinien: Gasinhalt in 5 m3/t -Abstand)

Im Bergbaugebiet des Ruhrgebiets gibt es dort, wo gasführende Steinkohlenflöze unter einem gering mächtigen und durch Bergbaueinwirkungen aufgelockerten Deckgebirge anstehen, örtlich Methanaustritte an der Erdoberfläche (MEINERS, 2001; THIELEMANN, 2000). Aber auch aus dem Münsterland, weit außerhalb der Bergbauzone, sind natürliche vor allem aus Brunnen bekannt. Ein Verteilungsmuster der Methanaustritte (z. B. eine Bindung an Gebirgsstörungen) ist bislang nicht eindeutig erkennbar. Wie neuere Untersuchungen zur Kohlenstoff-Isotopie gezeigt haben (MELCHERS, 2009) handelt es sich bei dem hier austretenden Gas nicht um thermogenes Methan aus der Inkohlung der Karbonschichten, sondern überwiegend um biogenes Methan. Dies könnte durch Tätigkeit von Mikroorganismen in den Ablagerungen der Oberkreide gebildet werden. Hier besteht zur Entstehung dieser Gase und ihrer Migration noch erheblicher Forschungsbedarf!

Im Rahmen der Beweissicherung kommt der Erfassung der heute vorhandenen vor dem möglichen Beginn von Frack-Versuchen eine besondere Bedeutung zu.

Vonseiten geologischer Sachverständiger ist die natürliche Verbreitung der Methanaustritte zu dokumentieren, damit mögliche Veränderungen der Methan-Führung durch die Explorations- oder Fördertätigkeit festgestellt werden können. Hierzu hat der GD den Vorschlag eines Methan-Monitorings im Münsterland gemacht.

Rechtliche Voraussetzung für die Durchführung des Monitoring sollte ein Erlass sein, der die Durchführung der Beprobung von bereits vorhandenen Brunnen oder GW-Messstellen ermöglicht und die Offenlage evtl. bereits vorhandener Analysen der Wasser- bzw. Gesundheitsbehörden für diesen Zweck regelt.

Untersucht werden sollten vor allem solche Brunnen und Grundwassermessstellen, für die ein Zusammenhang mit aus der Tiefe aufsteigenden, hoch mineralisierten und Methan führenden Wässern (Ursache: Soleaufstiege?) nach dem gegenwärtigen Kenntnisstand nicht ausgeschlossen werden kann. Bei nachgewiesenen Methan führenden Brunnen im Münsterland au ßerhalb der Bergbauzone handelt es sich nach bisherigen Erfahrungen in der Regel um hoch mineralisierte Grundwässer (Ionen-Austauschwässer), die sich durch hohe Natrium,- Chlorid- und Hydrogenkarbonatgehalte sowie häufig hohe Fluor- und Borgehalte auszeichnen.