Nun aber soll es eine Neuauflage geben. Sie soll dank moderner Technologien erfolgreich enden. Einfließen werden auch die Erfahrungen aus dem Ozeanbohrprogramm und dem 1996 ins Leben gerufenen Internationalen Kontinentalen Bohrprogramm. Dafür werden in den nächsten Jahren geophysikalische Untersuchungen an mehreren Stellen im Pazifik durchgeführt: östlich von Hawaii, westlich von Kalifornien sowie vor Costa Rica. "Im Gegensatz zu den Kontinenten ist hier die Erdkruste nur weniger als zehn Kilometer dick", sagt Ulrich Harms vom GFZ. "Außerdem sind dort die Gesteine bereits mehr als eine Million Jahre alt und die Temperaturen nicht mehr so hoch wie in frisch gebildeter vulkanischer Kruste."
Bis allerdings die erste Tiefenbohrung in den Mantel startet, werden die Forscher eine Menge Zeit und Geld investieren müssen, denn das Projekt wird erheblich teuerer werden als eine der gegenwärtig laufenden einzelnen Bohrexpeditionen in die Kruste. "Große mehrjährige Programme wie die Untersuchung der San-Andreas-Verwerfung bewegen sich schon um die 20 Millionen Dollar", erläutert Harms. "Und was die Kosten für eine Bohrung im Meeresboden angeht, so gilt die Faustregel, dass diese leicht zehnmal so teuer ist wie auf dem Kontinent."
Technologie stammt aus der Erdöl-Erdgas-Förderung
Die eigentliche Bohrung könnte innerhalb des nächsten Jahrzehnts beginnen und in 15 Jahren abgeschlossen sein. Die Technologie ist vorhanden und stammt aus der Erdöl-Erdgas-Förderung. Sie wurde jedoch für wissenschaftliche Zwecke modifiziert. "Denn das Ziel einer wissenschaftlichen Bohrung besteht nicht darin, möglichst schnell in die Tiefe zu kommen", erläutert Harms, "sondern während des Bohrens kontinuierlich Gesteinskerne zu fördern, Messungen vorzunehmen und wissenschaftliche Tests durchzuführen."
Wie bei Erdölbohrungen gibt es bei Forschungstiefbohrungen Sicherheitsmaßnahmen, auch wenn hier eigentlich nicht mit einem explosiven Erdöl- und Erdgasaustritt gerechnet werden muss. Doch es drohen andere Schwierigkeiten: Zum einen können die Temperaturen so hoch steigen, dass die Messelektronik nicht mehr funktioniert, zum anderen kann das Gestein zu locker sein. "Die Instabilitäten des Bohrlochs sind ab sechs Kilometer Tiefe, wo die Spannungsverhältnisse und Druckdifferenzen erheblich sind, oft ein großes Problem", berichtet Harms.
Angesichts der Krustenstärke von 30 bis 60 Kilometer unter den Kontinenten sind diese Bohrungen nur Nadelstiche. Dennoch wollten die Forscher schon vor 50 Jahren noch tiefer vordringen. Das ehrgeizige Projekt trug den Namen Mohole, der sich aus dem wissenschaftlichen Namen der Übergangsschicht von der Erdkruste zum Mantel - der Mohorovicic-Diskontinuität - sowie dem englischen "hole" (Loch) zusammensetzt. Ziel war, den Erdmantel anzubohren und von dort direkt Proben nehmen.
Gelänge dies, brächte das viele neue wertvolle Informationen: zum Beispiel über den Ursprung und die Entwicklung des Planeten. Doch neben den technischen Schwierigkeiten führten geopolitische Querelen zum Scheitern des Projekts und zuletzt dessen Aus, als 1966 der US-Kongress die weitere Finanzierung einstellte.
Neuauflage soll erfolgreich enden
Nun aber soll es eine Neuauflage geben. Sie soll dank moderner Technologien erfolgreich enden. Einfließen werden auch die Erfahrungen aus dem Ozeanbohrprogramm und dem 1996 ins Leben gerufenen Internationalen Kontinentalen Bohrprogramm. Dafür werden in den nächsten Jahren geophysikalische Untersuchungen an mehreren Stellen im Pazifik durchgeführt: östlich von Hawaii, westlich von Kalifornien sowie vor Costa Rica. "Im Gegensatz zu den Kontinenten ist hier die Erdkruste nur weniger als zehn Kilometer dick", sagt Ulrich Harms vom GFZ. "Außerdem sind dort die Gesteine bereits mehr als eine Million Jahre alt und die Temperaturen nicht mehr so hoch wie in frisch gebildeter vulkanischer Kruste."
Bis allerdings die erste Tiefenbohrung in den Mantel startet, werden die Forscher eine Menge Zeit und Geld investieren müssen, denn das Projekt wird erheblich teuerer werden als eine der gegenwärtig laufenden einzelnen Bohrexpeditionen in die Kruste. "Große mehrjährige Programme wie die Untersuchung der San-Andreas-Verwerfung bewegen sich schon um die 20 Millionen Dollar", erläutert Harms. "Und was die Kosten für eine Bohrung im Meeresboden angeht, so gilt die Faustregel, dass diese leicht zehnmal so teuer ist wie auf dem Kontinent."
Technologie stammt aus der Erdöl-Erdgas-Förderung
Die eigentliche Bohrung könnte innerhalb des nächsten Jahrzehnts beginnen und in 15 Jahren abgeschlossen sein. Die Technologie ist vorhanden und stammt aus der Erdöl-Erdgas-Förderung. Sie wurde jedoch für wissenschaftliche Zwecke modifiziert. "Denn das Ziel einer wissenschaftlichen Bohrung besteht nicht darin, möglichst schnell in die Tiefe zu kommen", erläutert Harms, "sondern während des Bohrens kontinuierlich Gesteinskerne zu fördern, Messungen vorzunehmen und wissenschaftliche Tests durchzuführen."
Wie bei Erdölbohrungen gibt es bei Forschungstiefbohrungen Sicherheitsmaßnahmen, auch wenn hier eigentlich nicht mit einem explosiven Erdöl- und Erdgasaustritt gerechnet werden muss. Doch es drohen andere Schwierigkeiten: Zum einen können die Temperaturen so hoch steigen, dass die Messelektronik nicht mehr funktioniert, zum anderen kann das Gestein zu locker sein. "Die Instabilitäten des Bohrlochs sind ab sechs Kilometer Tiefe, wo die Spannungsverhältnisse und Druckdifferenzen erheblich sind, oft ein großes Problem", berichtet Harms.
Schließlich kann die Länge des Bohrgestänges zum Problem werden. "Es ist etwa so, als ob man vom Fernsehturm aus versucht, einen Bindfaden zu kontrollieren, an dessen Ende sich eine Murmel befindet", sagt Harms. Doch die Mühe lohnt sich seiner Ansicht nach. So könne man beispielsweise herausfinden, wie sich die Gesteinszusammensetzung am Übergang von der Kruste zum Mantel ändert oder wie die Kruste in den Ozeanen entsteht: zum Beispiel am Mittelatlantischen Rücken, einer Gebirgskette, die sich im Atlantik vom hohen Norden bis in den tiefen Süden zieht. Man werde jedoch vorher und während der Bohrung sehr viel experimentieren müssen, sagt Harms. "Einfach wird das nicht."
Der innere Aufbau der Erde
Größe: Vom Erdmittelpunkt bis zur Oberfläche sind es im Durchschnitt 6370 Kilometer. Die Erde ist jedoch keine perfekte Kugel und der Radius weicht an manchen Stellen um einige Kilometer vom Durchmesser ab.
Erdkruste: Die feste Kruste ist im Durchschnitt 40 Kilometer dick und in mehrere Platten aufgeteilt, an deren Rändern es verstärkt zu Erdbeben und Vulkanismus kommt.
Erdinneres: Unter der Kruste beginnt der Erdmantel, dessen Gesteinsmaterial in den oberen Schichten zwar fest, aber fließfähig ist. Tiefere Schichten sind flüssig. Der feste Erdkern besteht aus Eisen und Nickel.