Reines Salz und anderes

Während der Zeit des Zechstein, als die Salzvorkommen entstanden, erreichte die chemische Verbindung NaCl herausragend dicke Lagen. In den Salzstöcken im Gebiet des heutigen Norddeutschland macht es einen großen Bestandteil aus. Die Endlager-Erkunder sind auf der Suche nach mächtigen, unvermengten Lagen davon: das sogenannte Steinsalz der Staßfurt-Serie. Es war ganz besonders kriechfähig. Auf den auflastenden Druck konnte es daher in besonderer Weise reagieren. Zudem fällte es bei der Eindunstung von Meerwasser sehr früh aus, es lag also relativ weit unten.

In der ursprünglichen, flachen Lagerung war es immer überdeckt von anderen Ausfällungen verdunstender Minerallösungen. Karbonatstein, Anhydritstein und Salzton sowie Kalisalze sind typische Gesellschafter, häufig lagen sie in mehreren Schichten übereinander. Unter dem Druck des später auflastenden Deckgebirges drückte sich das Staßfurt-Steinsalz punktuell nach oben und nahm die Folgen über sich mit. Da diese weitaus weniger plastisch sind, ging dieses Anheben nicht bruchlos vonstatten. Beim Aufstieg eines Diapir wurden Minaralien unterschiedlichster Sprödigkeit kräftig durchgewalkt.

Im Ergebnis sind Salzstöcke Gebilde von sehr komplexem Innenaufbau, auch wenn das alte Steinsalz der Staßfurtfolge einen großen Mengenanteil einnimmt. Gesteine, die in ihrer Viskosität wenig gemeinsam haben, liegen in manigfaltiger Weise gebändert beieinander. Die Spitzen der aufgestiegenen Gebilde sind häufig zur Seite umgekippt. Diese Überhänge haben sich häufig zu Fallen für Kohlenwasserstoffe entwickelt. Erdöl und Gase können hier konzentriert angetroffen werden. Zum Teil grenzen sich die Mineralien sehr trennscharf voneinander ab. In Situationen von Belastung, zum Beispiel unter Druck oder bei deutlichen Temperaturschwankungen, reagieren sie unterschiedlich. Trennfugen können entstehen, und damit Wegsamkeiten. Kohlenwasserstoffe können auf Wanderschaft gehen, oder auch Wasser.

Aber nicht nur die Grenzzonen zwischen den einzelnen Mineralien bereiten Geologen Sorgen. Aufgrund leidvoller Erfahrung im Salzbergbauwerden bestimmte Gesteinskörper der mit Steinsalz vergesellschafteten Gesteinstypen als potenzielle Wasserbringer eingeschätzt. Besonders gefürchtet ist unter Bergleuten der Anhydrit. Steht Anhydrit unter permanenter Feuchtigkeitseinwirkung, so nimmt er Wasser auf, wodurch sein Volumen um 50 % zunimmt. Anhydrit verwandelt sich zu Gips, quillt dabei auf und kann sprengende Kräfte entwickeln. Würde von Hauptanhydrit ein durchgehender Strang vom Salzspiegel bis in den vorgesehenen Einlagerungsbereich festgestellt, dann wäre das nach bisheriger Einordnung der Risiken das Ende des Projekts.

Auch Kaliflöze aus der Staßfurtfolge sind regelmäßige Nachbarn des alten Steinsalz NaCl. Sie zeichnen sich durch besonders gute Wasserlöslichkeit aus. Vorauseilende Subrosion hat in solchen Lagen hervorragende Bedingungen zur Bildung hydraulicher Systeme, die ähnlich wie bei der modernen Technik der Kavernenspülung große Hohlräume in kurzer Zeit freispülen können. Eine solche Einspülung konnte bis zu einer Tiefe von 130 Metern unter dem Salzspiegel nachgewiesen werden.

Einige Kalisalze reagieren empfindlich auf Wärme. Carnallit zum Beispiel löst bei steigenden Temperaturen seinen Kristallverband auf und setzt große Mengen bis dahin gebundenes Wasser frei. Ob auch am Standort Gorleben ähnlich große Lager an Carnallit anzutreffen sind wie beispielsweise an der Asse, kann nicht vorhergesagt werden. Da die Örtlichkeit zur Aufnahme hitzeerzeugender Abfallstoffe vorgesehen ist, liegt hier eine besondere Brisanz. In Modellrechnungen wird der Wärmelasteintrag aus der Atommülldeponie so kalkuliert, dass sich im Wirtsgestein ein Temperatur von über 200° C aufbaut.

Im Zusammenhang mit der Aufheizung des Salzgesteins weist ein Chemiker aus den Niederlanden auf ein massives Problem hin. Prof. ten Hartog aus Groningen schriebt:

"In Salz (chemische Formel NaCl) können während oder nach ionisierender Bestrahlung Explosionen eintreten, wenn die Temperatur 100 - 250°C erreicht. Durch die Bestrahlung wird Salz in Na (Natrium) und Cl2 (Chlor) zersetzt. Dabei wird Energie gespeichert. Salz, eine an sich sehr stabile chemische Verbindung, wird plötzlich in-stabil und in ein hochenergetisches Material verwandelt. Bei der Zersetzung entstehen zwischen den gitterförmig angeordneten Salzkristallen winzige Leerstellen, sog. Voids. Deren Durchmesser liegt im Bereich von tausenstel Millimetern (µm). In diesen Voids laufen Vorgänge ab, die zu kleinen Explosionen führen. Im Labor zeigte sich, dass die Explosionsneigung umso stärker wurde, je größer der Durchmesser der Voids war.

Die Instabilität infolge der Zersetzung leitet vermutlich in Verbindung mit großen Voids das explosive Freiwerden der gespeicherten Energie ein, in vielen Fällen einhergehend mit charakteristischen (Explosions) Geräuschen. Die von den Explosionen erzeugten Stoßwellen regen weitere, sich fortpflanzende Reaktionen an."@

zurück