Gorleben, Stuttgart21, Schmalkalden Stuttgart21 und das Loch von Schmalkalden

Auch bei den Planungen für das Bahnhofs-Großprojekt Stuttgart21 spielt der unterirdische Anhydrit von Baden-Württemberg eine wichtige Rolle. Beim Bau des 33 Kilometer langen, mehrgleisigen Röhrensystems treffen die Bohrtrupps unweigerlich auf Partien mit dem quellfähigen Salzgestein.

Die Tunnel, die im Rahmen des Projekts Stuttgart21 gebaut werden sollen, führen auch durch sogenanntes anhydrithaltiges Gestein. Bei großen Hohlraumquerschnitten gibt es das Risiko quellendem Anhydrits. Durch solche Prozesse waren zum Beispiel die Kosten des Engelbergbasistunnels der Autobahn A81 bei Leonberg erheblich gestiegen.

(Foto: DB-Projekt Stuttgart 21/ddp)

Die Fachleute betonen zwar, das Problem im Griff zu haben. "Die Erfahrungen zeigen", sagt Ralph Watzel, Leiter des Landesamtes für Geologie, Rohstoffe und Bergbau in Freiburg, "dass unter Einsatz entsprechender Technik auch im Sulfatgestein sichere Tunnel gebaut werden können."

Tatsächlich durchqueren im Stadtgebiet von Stuttgart und im südwestdeutschen Raum mehrere Tunnel anhydrithaltiges Gestein, ohne dass es bisher Schwierigkeiten gab. Dazu gehören zum Beispiel die in den 70er und 80er Jahren gebauten Stadtbahntunnel, sowie der Hasenbergtunnel für die S-Bahn.

Allerdings erhöht sich das Risiko bei großen Hohlraumquerschnitten - wie die beiden 2530 Meter langen Röhren des Engelbergbasistunnels der Autobahn A81 bei Leonberg zwischen Stuttgart und Heilbronn zeigen. Durch jede Röhre führen drei Fahrspuren und eine Standspur. Probleme mit quellendem Anhydrit während des Baus Ende der 90er Jahre ließen die prognostizierten Kosten von damals 600 Millionen auf weit über 800 Millionen Mark steigen. Noch heute muss immer wieder teuer saniert werden.

Auch der zwölf Meter tiefe Krater, der sich im thüringischen Schmalkalden plötzlich öffnete und ein Straßenstück samt einem Auto verschluckte, ist dem salzigen deutschen Untergrund geschuldet. Erdfälle sind keine Seltenheit in Norddeutschland. Allein in Thüringen sind mehr als 8000 registriert. Man findet sie auch in Niedersachsen und Sachsen-Anhalt - überall dort, wo sich vor etwa 260 Millionen Jahren das so genannte Zechsteinmeer ausbreitete und Gips sowie Anhydrit hinterlassen hat.

"Dann sackt schlagartig der Boden weg"

Liegen diese Salzgesteine knapp unter der Erdoberfläche - also bis in eine Tiefe von etwa 120 Metern, können sie von Grund- und Regenwasser ausgelaugt werden. "Dann entstehen Hohlräume", erklärt Joachim Fritz vom Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie in Hannover. "Wenn das Dach einer solchen Höhle einbricht, sackt an der Oberfläche schlagartig der Boden weg."

Nach Statistiken des Landesamtes in Hannover hat aber nur jedes hundertste Loch einen Durchmesser von mehr als zehn Metern, die Hälfte aller Löcher ist kleiner als zwei Meter.

Auch das Salzgestein im Untergrund von Gorleben, das als Endlager für die hochradioaktiven Abfälle zur Diskussion steht, ist ein Überrest des Zechsteinmeeres. Dieses ist über einen Zeitraum von vielen Tausend Jahren mindestens viermal ausgetrocknet. Das Paket aus Salzgesteinsschichten, das zurückblieb, war im Zentrum des Meeresbeckens über 1000 Meter dick.

"Diese Schichten lagen ursprünglich horizontal übereinander", sagt Volkmar Bräuer von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover, die an den Untersuchungen beteiligt ist. Doch das Steinsalz, das etwa 80 Prozent der Salzgesteinsmasse des Zechsteinmeeres ausmacht und heute für die Endlagerung des hochradioaktiven Mülls vorgesehen wird, ist beweglich. Es beginnt unter dem Druck der Felsschichten, die in späteren Jahrmillionen darüber abgelagert werden, zu fließen. So werden die Steinsalzschichten an manchen Stellen dünner. An anderen Stellen bilden sie sogenannte Salzkissen.

Weil das Steinsalz vergleichsweise leicht ist, wird es stellenweise zur Erdoberfläche hochgepresst. Im Lauf der Jahrmillionen kann es die darüber liegenden Schichten nach oben drücken und durchbrechen. Eine gewaltige pilzförmige Masse wächst im Untergrund heran - ein Salzstock oder Salzdiapir. Bei diesem Vorgang werden die ursprünglichen Salzschichten verformt, gefaltet und gekippt. Gips- und Anhydritschichten unter den Steinsalzlagen aus verschiedenen Eindampfungszyklen sowie Kalisalze darüber werden mit eingefaltet.