Prof. Dr. H. Stollhofen
Prof. Dr. Harald Stollhofen
Lehrstuhlinhaber für Geologie (Exogene Geodynamik)
GeoZentrum Nordbayern
Schlossgarten 5
91054 Erlangen
Tel: +49 (0)9131 85 22617
Tel: +49 (0)9131 85 22615 (Sekr.)
Fax: +49 (0)9131 85 29295
Email: harald.stollhofen@fau.de
Forschungsschwerpunkte
- Reservoirgeologie: Reservoirpetrologie und -petrophysik (Klastika)
- Tiefengeothermie und Oberflächennahe Geothermie: Der geologische Untergrund als Kontrollfaktor
- Sticking the continents together: Offshore/onshore correlations and seismic modelling of post-breakup strata in Namibia and Brazil
- Plio-Pleistözäne Paläoenvironments, explosiver Vulkanismus und Hominidenentwicklung, Olduvai Gorge, Tansania.
- Fluvio-äolische Interaktion in der Namib-Wüste: Prozesse, Kontrollfaktoren, Reservoiranaloge.
- Fluvio-marine terraces, diamonds, tectonics & sea level changes: Offshore/onshore archives of post-breakup continental margin evolution in South Africa, Namibia and Angola
ab 01/09: Lehrstuhl für Geologie
Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg
04/06- 12/08: Wiss. Angestellter (Leitung AG Angewandte Sedimentologie)
Geologisches Institut der RWTH Achen
04/05 – 03/06: Vertretungs-Professur Lehrstuhl Sedimentologie & Historische Geologie
Geologisch-Paläontologisches Institut der Universität Heidelberg
08/03 – 03/05: Wiss. Angestellter (Leitung AG Angewandte Sedimentologie)
Geologisches Institut der RWTH Aachen
05/01 – 07/03: Oberassistent C2
Geologisches Institut der RWTH Aachen
11/99 – 04/01: Vertretungs-Professur C3 Strukturgeologie und Fotogeologie
Institut für Geologie, Universität Würzburg
01/98 – 10/99: Oberassistent C2
Institut für Geologie, Universität Würzburg
02/02 – 12/97: Wissenschaftlicher Assistent C1
Institut für Geologie, Universität Würzburg
05/87 – 01/92: Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Institut für Geologie, Universität Würzburg
10/86 – 04/87: Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Geologisches Institut, Universität Mainz
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Hoanib River flood deposits of Namib Desert interdunes as analogues for thin permeability barrier mudstone layers in aeolianite reservoirs.
In: Sedimentology (2002), S. 719-736
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Environmental and tectonic controls on preservation potential of distal fallout ashes in fluvio-lacustrine settings: the Carboniferous-Permian Saar-Nahe Basin, southwest Germany.
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Oldest known Stereospondylous amphibian from the Early Permian of Namibia.
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High resolution tephrostratigraphy, fossil record and age of Carboniferous-Permian glaciomarine mudstones within the Dwyka Group of southern Namibia.
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Early Permian deposits of the Huab area, Namibia: A continental to marine transition.
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Death of a Sand Sea: An active erg systematically buried by the Etendeka flood basalts of NW Namibia.
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The fossilised desert: recent developments in our understanding of the Lower Cretaceous deposits in the Huab Basin, NW Namibia.
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Sequence stratigraphy in continental settings - examples from the Permo-Carboniferous Saar-Nahe Basin, SW Germany.
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Tuffs, tectonism and glacially related sea-level changes, Carboniferous-Permian, Southern Namibia.
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Early Jurassic rift valley-related alkaline lake deposits interbedded with Karoo flood basalts, Southern Namibia.
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Karoo unconformities in NW Namibia and their tectonic implications.
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Incised valley fill sandstone bodies in Upper Carboniferous fluvio-deltaic strata: recognition and reservoir characterization of Southern North Sea analogues.
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A sequence stratigraphic model for the Lower Coal Measures (Upper Carboniferous) of the Ruhr District, North-West Germany.
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Lithostratigraphy and depositional environments in the Waterberg-Erongo area, central Namibia, and correlation with the main Karoo Basin, South Africa.
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Internal stratigraphic relationships in the Etendeka Group in the Huab Basin, NW Namibia: Understanding the onset of flood volcanism.
In: Journal of Geodynamics (1999), S. 393-418
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Facies architecture of the Etjo Sandstone Formation and its interaction with the Basal Etendeka Flood Basalts of northwest Namibia: implications for offshore prospectivity.
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Onshore equivalents of the main Kudu gas reservoir in Namibia.
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Karoo Synrift-Sedimentation und ihre tektonische Kontrolle am entstehenden Kontinentalrand Namibias.
In: Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften (1999), S. 519-632
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The geochronology and significance of ash-fall tuffs in the glaciogenic Carboniferous-Permian Dwyka Group of Namibia and South Africa
In: Journal of African Earth Sciences (1999), S. 33-49
ISSN: 0899-5362
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Volcanic rocks as discriminants in evaluating tectonic versus climatic control on depositional sequences, Permo-Carboniferous continental Saar-Nahe Basin
In: Journal of the Geological Society 156 (1999), S. 801-808
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Excursion H: The Buntsandstein of the Hessian Depresion: Contrasting styles of basinal and marginal deposition.
In: Bachmann, G.H., Beutler, G., Lerche, I. (Hrsg.): Epicontinental Triassic International Symposium, Halle/S., 21.09.-23.09.1998, 1998, S. 195-227 (Hallesches Jahrbuch für Geowissenschaften, Reihe B, Bd.Beiheft 6) - :
Facies architecture variations and seismogenic structures in the Carboniferous-Permian Saar-Nahe Basin (SW Germany): Evidence for extension-related transfer fault activity.
In: Sedimentary Geology (1998), S. 47-83
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Tectonic and volcanic controls on Early Jurassic rift-valley lake deposits interleaved with Karoo flood basalts, Southern Namibia.
In: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (1998), S. 185-215
ISSN: 0031-0182
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The Early Jurassic Kalkrand Formation.
In: Reid, D.L. (Hrsg.): IAVCEI Int. Volcanol. Congress Field Excursion C6: Jurassic-Tertiary Volcanism in Southern Namibia,, 1998, S. 2-1-2-7 und 6-1-6-6
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The interaction of strike-slip deformation, sedimentation and magmatism: The Permo-Carboniferous Saar-Nahe-Basin (SW-Germany).
In: Bechstädt, T., Bengtson, P., Gaupp, R., Greiling, R., Schweizer, V. (Hrsg.): 18th IAS Regional European Meeting of Sedimentology, Heidelberg, September 2-4, 1997. Field Trip Guide Book, 1997, S. 1-13 (GAEA heidelbergensis)
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Tuff layers in the Lower Rotliegend Lebach group of the Saar-Nahe Basin (SW-Germany): Occurence, sedimentation patterns and significance.
In: Terra Nova (1995), S. 79-83
ISSN: 0954-4879
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Das lithostratigraphische Profil der Forschungsbohrung "Münsterappel I".
In: Mainzer Geowissenschaftliche Mitteilungen (1994), S. 221-228
ISSN: 0340-4404 - :
Synvulkanische Sedimentation in einem fluviatilen Ablagerungsraum: Das basale "Oberrotliegend" im permokarbonen Saar-Nahe-Becken
In: Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften 145 (1994), S. 343-378
ISSN: 1860-1804 - :
Vulkaniklastika und Siliziklastika des basalen Oberrotliegend im Saar-Nahe-Becken (SW-Deutschland): Terminologie und Ablagerungsprozesse
In: Mainzer Geowissenschaftliche Mitteilungen 23 (1994), S. 95-138
ISSN: 0340-4404
URL: https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-0028571712&origin=inward - , :
Interaction between bimodal volcanism, fluvial sedimentation and basin development in the Permo-Carboniferous Saar-Nahe Basin (south-west Germany)
In: Basin Research 6 (1994), S. 245-267
ISSN: 0950-091X
DOI: 10.1111/j.1365-2117.1994.tb00088.x
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Rapide Versenkung eines trockenen Sandsteins – die besondere kompaktionsdominierte Diagenese der Twyfelfontein Formation, NW Namibia
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH) -
Integrierte geophysikalisch-strukturgeologisch-kinematische Analyse des Störungsinventars in Nordbayern
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: 1. März 2019 - 30. November 2020
Mittelgeber: Bayerisches Landesamt für Umwelt -
Erweiterung der geplanten 2D-Seismik im Projekt PetroTherm der Geothermie-Allianz Bayern
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: 1. September 2018 - 28. Februar 2019
Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz (ab 10/2013) -
Geochemische Untersuchungen an der Kreide/Paläogen Grenze im Lattengebirge (Berchtesgadener Land)
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: 24. August 2018 - 19. Juli 2019
Mittelgeber: Bayerisches Landesamt für Umwelt -
SuedLink und SuedOst-Link: Thermische Bodenclusterung
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: seit 1. Oktober 2017
Mittelgeber: Industrie -
Palaeoanthropological Research in Kilombe Caldera, Kenya
(FAU-externes Projekt)
Laufzeit: 1. August 2017 - 31. Juli 2020
Mittelgeber: andere Förderorganisation -
Mechanische und hydraulische Entwicklung von Bruchzonen – Effekt von Deformationsgeschichte und -bedingungen auf aktuelle Permeabilitätseigenschaften
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: 1. Juli 2017 - 30. Juni 2020
Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) -
Reservoiranalogstudie an Graniten des Fichtelgebirges
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
Laufzeit: 1. März 2017 - 31. Dezember 2018
Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013) -
Frankenalb-Malm: Versenkungsgeschichte zur Kalibrierung als Molassebecken-Analog
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
Laufzeit: 1. März 2017 - 31. Dezember 2018
Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013) -
Lithologische und strukturelle Untersuchungen im ostbayerischen Grundgebirge
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: 1. März 2017 - 28. Februar 2019
Mittelgeber: Europäische Union (EU)Die lithologischen und strukturellen Untersuchungen im ostbayerischen Grundgebirge und seinem Vorland dienen dazu, flächenhafte geologische Grundlagendaten für wichtige geologische Haupteinheiten und das tektonischen Strukturinventar in diesem Raum zu generieren und in einem einheitlich strukturierten Datenpool bereitzustellen. Die erforderlichen Untersuchungen werden in drei Teilprojekten umgesetzt: I) Ein wichtiges Teilziel ist die Erstellung eines Granitkatasters für Granitkomplexe im Fichtelgebirge, Oberpfälzer und Regensburger sowie im Bayerischen Wald durch die Bündelung existierender Daten und die Vervollständigung der Datenbasis hinsichtlich petrographischer, petrophysikalischer, geochemischer, struktureller und geomechanischer Kenngrößen. II) Exemplarisch wird anhand der Bayerischen Pfahlstörung und der Donaurandstörung die Kinematik und hydrothermale Aktivität großräumiger Störungszonen im ostbayerischen Raum analysiert. III) Um die post-varizischen bis alpidischen Bewegungen und die lokal bis in die Gegenwart andauernde seismische Aktivität im Zusammenspiel von Donaurandstörung, Bayerischer Pfahlstörung, Luhe Line und Fränkischer Linie zu erfassen, wird in drei Modellgebieten eine integrierte geophysikalische und DGM-Analyse von Störungszonen im Übergangsbereich vom Grundgebirge des Bayerischen Waldes zu dem sedimentären Vorland durchgeführt.
Zur Anwendung kommen hierbei State-of-the-art Erkundungsmethoden (z.B. LIDAR-Auswertung und Photogrammetrie) sowie moderne strukturgeologische, geomechanische, gesteins-/geophysikalische und geochemisch/isotopenanalytische Analysemethoden (z.B. geomechanische und mikrostrukturelle Analysen, Generierung digitaler Kluftnetzwerke, Mikrogravimetrie u.a.). Die so generierten Daten beinhalten Schlüsselinformationen für die Beurteilung von Untergrundpotenzialen hinsichtlich wichtiger praxisrelevanter Fragestellungen wie z.B. Strukturinventar, Hydrogeologie, Geothermie und den bruchtechnische Eigenschaften der Gesteine.
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Reconstructing high-resolution paleoenvironmental contexts of hominin evolution through core records at Olduvai Gorge, Tanzania
(FAU-externes Projekt)
Laufzeit: 1. September 2016 - 30. November 2019
Mittelgeber: National Science Foundation (NSF)The environmental hypotheses of human evolution postulate that climate-derived environmental
changes and tectonic forcing were the driving factors of the evolution of African fauna, including
early humans. In these models, major evolutionary events were associated with African climate
change at 2.7-2.5 Ma, 1.9-1.6 Ma and 1-0.7 Ma intervals, which appear to coincide with the
timing of key evolutionary milestones in human history. Recent scientific drilling in various
paleolakes of the East African Rift has produced multiple high-resolution records of climate
variability, which can be used to reconstruct the regional climate history. However, previous
attempts to test the environmental hypotheses by applying this record directly to human evolution
have been limited by the difficulty of linking core records directly to time-equivalent outcrops
containing the fossil and archaeological record. We will therefore apply a novel approach
in archaeology - a combination of tephrostratigraphic and sequence stratigraphic concepts. -
Oldest Oldowan stratigraphy and landscapes
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: 16. Juni 2016 - 7. Juli 2016
Mittelgeber: andere Förderorganisation -
Charakterisierung, Langzeitverhalten und Engineering des Reservoirs zur Minimierung des Fündigkeitsrisikos
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2019
Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)Das bayerische Molassebecken ist bislang das einzige Vorlandbecken weltweit aus dem erfolgreich geothermisch Strom und Wärme produziert wird. Die Machbarkeit der geothermischen Energiegewinnung aus niederen Temperaturen von etwa 150°C ist damit bewiesen und die Geothermie hat damit das Potenzial, einen wesentlichen Anteil des Energiebedarfs in Bayern regenerativ abzudecken.
Die Erfahrungen aus den bisherigen installierten oder in der Entwicklung befindlichen Geothermiefeldern zeigen aber auch, dass wesentliche Fragen in der geothermischen Technologienentwicklung bislang nicht geklärt werden konnten. So sind für die Planung und Durchführung von Geothermie-Projekte hohe Investitionen notwendig, die insbesondere am Beginn des Projekts durch die Niederbringung der Bohrungen erforderlich sind. Ob und in welchem Maße ein Geothermie-Projekt wirtschaftlich erfolgreich ist hängt unmittelbar mit Risiken bei der geologischen Erschließung und deren Fündigkeit zusammen. So entstanden
in der Vergangenheit durch nicht erfolgreiche Bohrungen bzw. dem Verfehlen von wirtschaftlich
gesetzten Zielen bei Geothermie-Projekten Unsicherheiten für Investoren, Versicherer
und Betreiber. Eine optimierte Explorationsstrategie und ein verbessertes Verständnis der hydrogeologischen und thermischen Ausprägung des Reservoirs sollen das Bohr- und Fündigkeitsrisiken senken, die Planungssicherheit erhöhen und damit die Attraktivität der Geothermie für Investoren steigern. Die Kenntnis des langfristigen dynamischen Verhaltens des Reservoirs bezüglich der nutzbaren Volumenströme und thermischen Entwicklung bietet zudem eine höhere Sicherheit für die Planung der Wirtschaftlichkeit geothermischer Anlagen und Optimierungsmöglichkeiten ihrer Betriebsweise.Eine systematische wissenschaftliche Begleitung von Geothermieprojekten und die daraus zu gewinnenden Rückschlüsse auf das Reservoir und deren Fündigkeit bis hin zu einem Testfeld für
geothermische Technologienentwicklung, die von der Erkundung und Bohrung bis zur Reservoir-
Evaluierung und dem Reservoir-Engineering reicht, fehlen bislang. Das vorliegende Forschungsprojekt soll diese relevanten Fragestellungen aufgreifen und beantworten.Die übergeordneten Ziele des vorliegenden Projektes sind das Risiko für eine geothermische Fündigkeit im süddeutschen Molassebecken zu reduzieren und Unsicherheiten des Reservoir-Engineering und des geothermischen Langzeitbetriebs einzuschränken und somit den Betrieb zu optimieren. -
PetroTherm
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2019
Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)In Bayern werden bislang ausschließlich die im Gebiet des Alpenvorlands liegenden
Vorkommen heißer Wässer (hydrothermale Geothermie) genutzt. Die Erkundung und Nutzung
einer für den Raum NE-Bayern ausgewiesenen positiven Anomalie der Temperaturverteilung im
Untergrund des Raumes Staffelstein-Mürsbach birgt ein bisher unerschlossenes geothermisches
Potenzial.Ziel der Projektarbeiten ist eine deutliche Verbesserung der Erkenntnisse zum tiefen geologischen Untergrund in NE-Bayern, seiner strukturellen Rahmenbedingungen, seines Trennflächeninventars (z.B.Störungen, Kluftreservoire) und möglicher Gesteins-Fluid-Interaktion (Abdichtung, Alteration, Mineralneubildungen).
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Masterstudiengang "GeoThermie/GeoEnergie"
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2020
Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)In Bayern gibt es bisher keinen Studiengang, der auf Geothermie/Geoenergieressourcen fokussiert ist und relevante Lehrinhalte ganzheitlich - von der Aufsuchung und Erschließung bis zur energetischen Nutzung und Speicherung der Ressource - an Studierende vermittelt. Die an den beiden Standorten TU München und FAU Erlangen vorhandenen Lehr- und Forschungskompetenzen sollen durch die Einrichtung eines in der Verantwortung der FAU liegenden interdisziplinären Master-Studiengangs "GeoThermie/GeoEnergie" zusammengeführt und und inhaltlich ergänzt werden. Dies erfordert einen personellen Ausbau der Fachrichtungen I) Seismische Interpretation & Untergrund-Modellierung und II) Reservoirgeologie & Geohydraulik.
Für den Master-Studiengang "GeoThermie/GeoEnergie" wird ein interdisziplinärer Ansatz angestrebt:
Neben der geowissenschaftlichen Komponente soll auch die technische Erschließung
und energietechnische Nutzung von geothermischen Reservoiren, ergänzt durch energiewirtschaftliche
und berg-/umweltrechtliche Aspekte behandelt werden. Somit kann den Studierenden
sowohl das angestrebte ganzheitliche Systemverständnis als auch das einem modernen
Anforderungsprofil der Energiewirtschaft entsprechende Methodenspektrum vermittelt werden.
Die den Studierenden vermittelten Methoden sind jedoch keinesfalls nur auf Anwendungen in
der Geothermie beschränkt, sondern auch auf sehr viele andere, das Verständnis des tieferen
geologischen Untergrunds betreffende Fragestellungen (z.B. Gas-, Fluid- und
Wärmespeicherung) direkt übertragbar. -
"SondEX“ Entwicklung eines kleinkalibrigen Verfahrens zum Rückbau von Erdwärmesonden
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)
Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2017
Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) -
Ermittlung hydrogeologischer Eigenschaften inkl. des dezentralen Speicherpotentials für das Untersuchungsgebiet Weiden West IV
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2016
Mittelgeber: Industrie -
Cheap and efficient application of reliable Ground Source Heat Exchangers and Pumps
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: LCE-03-2014 - Demonstration of renewable electricity and heating/cooling technologies
Laufzeit: 1. Juni 2015 - 31. Mai 2019
Mittelgeber: EU - 8. Rahmenprogramm - Horizon 2020
URL: http://cheap-gshp.eu/To reduce the total cost of low enthalpy geothermal systems by 20-30 % the project will improve actual drilling/installation technologies and designs of Ground Source Heat Exchangers (GSHE’s). This will be combined with an holistic approach for optimum selection, design and implementation of complete systems across different underground and climate conditions. The proposal will focus on one hand on the development of more efficient and safe shallow geothermal systems and the reduction of the installation costs. This will be realized by improving drastically an existing, innovative vertical borehole installation technology of coaxial steel GSHE and by developing a helix type GSHE with a new, innovative installation methodology. These GSHE’s will be installed to a depth of 40 – 50 meters ensuring improved safety and faster permitting.
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Improving Thermal Efficiency of horizontal ground heat exchangers (Marie Sklodowska-Curie Individual Fellowship)
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: seit 1. April 2015
Mittelgeber: Marie-Skłodowska-Curie Actions (MSCA) -
“GeoSurf” – Neuentwicklung eines Messsystems zur Ermittlung geothermischer Bodenkenngrößen zur effizienteren Planung von oberflächennahen geothermischen Anlagen
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: “GeoSurf” – Neuentwicklung eines Messsystems zur Ermittlung geothermischer Bodenkenngrößen zur effizienteren Planung von oberflächennahen geothermischen Anlagen
Laufzeit: 1. Januar 2015 - 31. Dezember 2016
Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) -
Interpretation der Reflexionsseismik
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: SO231 - PAGE FOUR Leg1: Der passive und der gescherte Kontinentrand vor Mosambik
Laufzeit: 1. Januar 2014 - 28. August 2016
Mittelgeber: BMBF / Verbundprojekt -
Erkundung des geologischen Untergrundes in Nordost-Bayern als Grundlage zur Bewertung des geothermischen Potenzials
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: 1. September 2013 - 31. August 2015
Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit (StMUG) (bis 09/2013)Mehrere Untersuchungs- und Thermalwasserbohrungen in NE-Bayern (Regierungsbezirk Oberfranken) lieferten bereits in den 1970er und 1980er Jahren Hinweise auf eine geother-mische Anomalie in dieser Region. Ursache und Umriss der Temperaturanomalie waren aber bisher nur unzureichend untersucht, um damit eine belastbare Bewertung des geother-mischen Potenzials vornehmen zu können. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, wesentli-che Kenntnislücken zu schließen und die notwendigen wissenschaftlichen Grundlagen zu lie-fern, um die Voraussetzungen zu schaffen, das geothermische Potenzial NE-Bayerns besser bewerten zu können.
Ein Teilziel der vorliegenden Studie war die Erstellung eines Datenpools zur Gesteinsphy-sik der Hauptgesteinstypen im Deckgebirge von Nordostbayern, mit Schwerpunkt auf deren thermo-physikalische Charakterisierung. Der erstellte Datenpool umfasst den stratigraphi-schen Abschnitt Rotliegend bis Keuper und enthält Daten zur Wärmeleitfähigkeit, Tempera-turleitfähigkeit, Porosität, Rohdichte, Reindichte, p-Wellengeschwindigkeit, Laufzeit, Perme-abilität und Druckfestigkeit. In der ersten Projektphase (Abschlussbericht 2016) standen ins-gesamt 818 Einzelproben (402 Kernproben, 38 Gesteinsbruchstückproben, 378 Plugproben) für gesteinsphysikalische Messungen zur Verfügung. Innerhalb der Projektverlängerung konnten nochmals insgesamt 833 Einzelproben (530 Kernproben, 20 Gesteinsbruchstück-proben, 283 Plugproben) untersucht werden. Die Anzahl der Petrophysik-Daten konnte somit in der Projektverlängerung verdoppelt werden. Die untersuchten stratigraphischen Einheiten wurden petrographisch und mineralogisch anhand von quantitativen XRD-Analysen (Rietveld) sowie anhand von Dünnschliffanalysen charakterisiert. Über die gesamte Projekt-laufzeit wurden hier insgesamt 360 Rietveldanalysen durchgeführt und von 177 Proben Dünnschliffe angefertigt. Primär wurde hierzu das aus Tiefbohrungen in Nordbayern vorhan-dene Bohrkernmaterial für die Durchführung der Labormessungen beprobt.
In der ersten Projektphase (Abschlussbericht 2016) wurden die Kernmärsche der Tiefboh-rung Mürsbach B1 beprobt. Für die stratigraphischen Einheiten, die nicht im Kernmaterial der Tiefbohrungen aufgeschlossen sind, wurde ergänzend Probenmaterial aus Aufschlussanalo-gen und Flachbohrungen akquiriert. Es konnten statistische Gesteinsparameter für den ge-samten Keuper, den Oberen und Unteren Muschelkalk, den Oberen und Unteren Buntsand-stein, den Zechstein und das Rotliegend ermittelt werden. Informationsdefizite verblieben für den Mittleren Buntsandstein und den Mittleren Muschelkalk, die im Rahmen einer Projektver-längerung (Abschlussbericht 2017) bearbeitet wurden. Hierfür wurden die aus den Tiefboh-rungen Obernsees, Mürsbach B3 und Mürsbach B4 vorliegenden Kernstrecken beprobt. So-weit möglich, wurden die über die Gesamtlaufzeit dieser Studie gewonnen thermo-physikalischen und petrographischen Ergebnisse zusammengefasst. Die Untersuchungen zeigen jedoch, dass die aus den Bohrungen Obernsees und Mürsbach ermittelten Gestein-sparameter des Buntsandsteins und Zechsteins aufgrund von unterschiedlicher fazieller Ausbildung (Randfazies/Beckenfazies) sowie Unsicherheiten in der stratigraphischen Einordnung nicht ohne weiteres zusammenfasst werden können. Die petrophysikalischen und petrographischen Ergebnisse der Bohrung Obernsees werden daher gesondert dargestellt.
Die Log-Daten der untersuchten Bohrungen Obernsees, MüB1, MüB3 und MüB4 wurden zudem mit den im Labor ermittelten Dichte- und Porositätsdaten verglichen, um die Reprä-sentativität der Labordaten zu bewerten. Insgesamt zeigen die aus den Log-Daten der unter-suchten Bohrungen ermittelten mittleren Rohdichten und Porositäten einzelner stratigraphi-scher Abschnitte eine gute Übereinstimmung mit den im Labor ermittelten Daten und sind daher als repräsentativ einzustufen.Für eine Bewertung des geothermischen Potenzials in Nordostbayern wurden verfügbare Temperatur-Daten (T-Logs, BHT) aus Tiefbohrungen ausgewertet und für die Ermittlung von geothermischen Gradienten (gradT) verschiedenen Korrekturverfahren unterzogen. Unter Verwendung der innerhalb dieser Studie ermittelten statistischen Wärmeleitfähigkeiten der Deckgebirgseinheiten wurden Berechnungen der Wärmestromdichte (WSD) durchgeführt. Bei den Bohrungen Mürsbach und Eltmann wurden die höchsten WSD-Werte von > 130 mW/m2 ermittelt. Richtung Osten zur Fränkischen Linie sowie nach Norden und Westen deutet sich ein Abfall der Wärmestromdichte an, jedoch liegen die Werte auch hier mit z.T. >100 mW/m2 in einem, für eine kontinentale Beckenposition sehr hohen Wertebereich. Die ermittelten Werte liegen z.T. im Bereich der für den Oberrheingraben publizierten Wär-mestromdichten (Rybach, 2007: ca. 110mW/m2, Hurter und Hänel, 2002: 140 mW/m2).Die gravimetrische Modellierung wurde im Jahr der Projektverlängerung auf das gesamte Fränkische Becken ausgeweitet. In diesem Gebiet wurden vier Regionen mit negativer Bou-guerschwere identifiziert (Bayreuth, Erlangen, Haßfurt, südl. Lichtenfels), die durch Modellie-rung der "normalen“ stratigraphischen Abfolge (Deckgebirge und Grundgebirge) nicht erklärt werden können. Eine gute Übereinstimmung von gemessener und modellierter Schwere ergibt sich hingegen, wenn Granitintrusionen im saxothuringischen Untergrund in das Modell integriert werden. Die Tiefenlage der Modellkörper wurde aus Filterungen der Schweredaten abgeschätzt, die ein erstes Auftreten der Anomalien zwischen 5 – 12 km anzeigen. Die aus der Geometrie der Anomalie berechneten Tiefenlagen der Granite liegen mit 4 - 15 km im ähnlichen Wertebereich. Magnetfeldmodellierungen geben keinen Hinweis auf einen signifi-kanten Horizontalversatz entlang der Fränkischen Linie; es wird von einer Fortsetzung der östlich der Fränkischen Linie obertägig aufgeschlossenen Grundgebirgseinheiten in den Un-tergrund des Fränkischen Beckens in streichender Verlängerung ausgegangen. Die ausge-prägte Schwerefeldanomalie im Bereich von Bayreuth wäre damit durch einen Granitkörper zu erklären, der mit den im Fichtelgebirge aufgeschlossenen Graniten der saxothuringischen Zone vergleichbar ist. Die Auswirkung einer radiogenen Wärmeproduktion durch granitische Körper im Untergrund auf den geothermischen Gradienten im Gebiet des Fränkischen Beckens wurde für die Situation im Bereich der Bohrung Obernsees bewertet. Die Modellrechnung demonstriert exemp-larisch, dass die radiogene Wärmeproduktion der jüngeren Granitgeneration des Fichtelgebirges (Mittelwert: 5,6 µW/m³) oder der Oberpfalz (Mittelwert: 6,1 µW/m³) ausreicht, um den erhöhten geothermischen Gradienten (Bohrung Obernsees: 38 K/km) zu erklären.
Die im letzten Projektabschnitt durchgeführten Messungen der Radonemanation wurden durch weitere Messungen ergänzt. Die Messergebnisse haben die lokal erhöhten Konzentrationen im Bereich von Störungszonen des Staffelsteingrabens bestätigt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Messprofile z.T. zu kurz sind, um die Beziehung zwischen Anomalie und auskartierter Störungszone deutlich zu evaluieren. Die Messungen wurden auf das Gebiet um Obernsees ausgeweitet, auch hier haben sich Anomalien gezeigt, die auf eine hydraulische Durchlässigkeit des Untergrundes schließen lassen. Wie schon für das Gebiet um Bad Staffelstein (Abschlussbericht 2016) zeigt eine Lineamentanalyse auf der Grundlage des Di-gitalen Höhenmodells mit 1 m Auflösung (DGM1) aus Airborne-LiDAR-Daten auch für das Gebiet um Obernsees eine Vergitterung von mehreren Lineamentorientierungen. Auch die Hauptrichtungen entsprechen den im ersten Projektbericht beschriebenem Muster; neben Strukturen parallel zur Fränkischen Linie (Lineamente 1. Ordnung) zeigen die Lineamente die variszische Orientierung, sowie N-S streichende Orientierung (beide Richtungen zusammen: Lineamente 2. Ordnung). Kurze Lineamente (3. Ordnung) sind bevorzugt E-W orientiert. Ein weiterer Schwerpunkt der Projektarbeit im Verlängerungsjahr lag in der Dokumentation und Bearbeitung des Grundgebirgsabschnittes aus der Bohrung Obernsees (1341,70 – 1390,00 m). Die Bohrung hat schwach metamorphe Sandstein- und Sandstein-/Siltsteinwechselfolgen aufgeschlossen, die dem saxothuringischen Grundgebirge zuzuordnen sind, eine genaue stratigraphische Einordnung steht noch aus. Die Metasedimente zeigen zwei Schieferungsgenerationen mit Sprossung von Hellglimmern, der sedimentäre Mate-rialwechsel sind jedoch noch sehr gut sichtbar.
An Sandsteinen/Metasandsteinen aus Deck- und Grundgebirge wurden Triaxialtests durch-geführt, um gesteinsmechanische Kenngrößen zu erhalten. Die Tests belegen eine extreme Bruchhaftigkeit (brittleness) und Steifigkeit, sowie eine hohe Festigkeit des Grundgebirges (saxothuringische Metasandsteine). Die Festigkeit des Grundgebirges liegt mit 185 MPa um ein etwa Vierfaches höher als die Festigkeit von Sandsteinen aus der hangenden Zechstein-abfolge mit nur 45 MPa. Diese Bruchhaftigkeit (Brechen ohne vorherige Anlage von Mikroris-sen) erklärt auch das Muster der mit Quarz verheilten Bruchstrukturen, die in den massigen, schwach metamorphen Sandsteinlagen prägnante Strukturen bilden. Die Bruchbildung er-folgte unter hohen Porenwasserdrucken (hydraulische Bruchbildung). Anhand der mehrpha-sigen Quarzmineralisation kann auf mehrere Pulse von Öffnung und Verheilung der Brüche geschlossen werden (crack and seal Mechanismus). Die Raumlage der in der Bohrung mit-telsteil bis steil einfallenden Quarzadern stimmt mit der Orientierung der spät-variszischen Hauptstörungsstrukturen überein (parallel zur Fränkischen Linie). Mikrostrukturelle Analysen zeigen kristallplastische Deformationsstrukturen (low temperature plasticity, Temperaturbe-reich von ca. 250 - 280°C) und geben damit Hinweise auf eine Paläo-Tiefenlage des durch die Bohrung Obernsees aufgeschlossenen Grundgebirges von ca. 7 km bei Anlage dieser Strukturen (bei gradT 38 K/km). Die Quarzadern werden durch jüngere, steile Störungen versetzt. -
Starkregen-Überflutungs-Schutz in Kommunen (SÜS-Kom)
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: Starkregen-Überflutungs-Schutz in Kommunen (SÜS-Kom)
Laufzeit: seit 1. März 2013
Mittelgeber: AIF Arbeitsgemeinschaft industrieller ForschungsvereinigungenDie Bedrohung durch Starkniederschlag und Hochwasser ist regelmäßig an deren Präsenz in den Medien zu erkennen. Bilder verheerender Verwüstungsszenarien, verursacht durch Überschwemmungsereignisse, verdeutlichen die Notwendigkeit eines effektiven Hochwasserschutzprogramms. Der Hochwasserschutz ist eine dauerhafte Verantwortung, auch wenn es sich um zeitlich begrenzte Ereignisse mit eventuell langen Ruheintervallen handelt. Des Weiteren ist in Hinblick auf den Klimawandel von einer zukünftig zunehmenden Frequenz der Starkregenereignisse auszugehen. Katastrophenvorsorge und Katastrophenmanagement werden daher an Relevanz gewinnen und in ihrer alltäglichen Präsenz zunehmen. Die Analyse der bei Hochwasserereignissen wirkenden Faktoren und die Entwicklung von Ansätzen zur Prävention bzw. Eindämmung sind eine zentrale Verantwortung der Forschung, insbesondere in den Geo- und Ingenieurswissenschaften.
Das Projekt „Starkregen-Überflutungs-Schutz in Kommunen (SÜS-Kom)“ beschäftigt sich mit der Lokalisierung und Prognose der durch Starkregen ausgelösten, oberflächigen Abflussströme in kleinen kommunalen Einzugsgebieten. Dabei sollen bereits vorliegende Datensätze zur Topologie und Hydrodynamik in Kombination mit neuen Datensätzen zu Bewuchs, Bodenbeschaffenheit und Versickerungsverhalten sowie Liegenschaftsdaten und aktuellen Wetterdaten für die Prognose zum Einsatz kommen. Im Anschluss soll eine Gefahrenreduzierung durch kostengünstige, nachhaltige und dezentrale Maßnahmen stattfinden.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Systemsoftware zur Identifizierung der von Starkregen gefährdeten Liegenschaften, für ein computergestütztes Anwendungs- und Kommunikationssystem auf kommunaler Ebene. Die Software soll an ein individuelles Warnsystem gekoppelt werden, welches betroffene Grundeigentümer und Gewerbebetriebe per Onlinedienst (SMS, Email, Mobile App) über mögliche Risiken informiert.
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Area mapping of superficial geothermic resources by soil and groundwater data
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: Area mapping of superficial geothermic resources by soil and groundwater data
Laufzeit: 1. September 2010 - 31. August 2013
Mittelgeber: Sonstige EU-Programme (z. B. RFCS, DG Health, IMI, Artemis) -
Plio-Pleistocene volcanism of Lower Bed I, Olduvai Gorge, Tanzania: transportation mechanisms, volcaniclastic sedimentation and ecological significance
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
Laufzeit: 1. Juli 2010 - 30. Juli 2013
Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)The Plio-Pleistocene Bed I succession at Olduvai Gorge, Tanzania is renowned for hominin remains, rich artefacts and fossil assemblages. Tuff beds provide the basis for the stratigraphic framework and for the correlation and dating of archaeological finds. The Tuff IA to Tuff IB interval (c. 1.98-1.84 Ma), choosen for this study, is especially important from a multidisciplinary perspective: (a) It provides the earliest record of Homo habilis in the Gorge, (b) it records the earliest antiquity of Human technology, known as Oldowan culture, (c) it is associated with several important occupation floors , and (d) it includes dated Palaeo-lake Olduvai sequences that have records of orbital forcing across the Plio-Pleistocene boundary. The tuff beds themselves provide important archives of (e) the correlation between the eastern and the yet poorly studied western Olduvai Basin, (f) a change from bimodal basaltic-rhyolitic to trachytic-phonolitic compositons, (g) the occurrence of flow-stripping/decoupling effects when pyroclastic flows crossed synsedimentary active faults, (h) the interaction of volcanic systems with the ecologically attractive eastern lake margin zone, and (i) the relative importance of volcanic effects versus regional climate influences on flora and fauna.A detailed dataset is to be developed using high resolution sedimentological logging, facies, petrographic and geochemical analysis. Lateral correlations and process-oriented facies analyses across palaeo-Lake Olduvai will be the critical aim of this research, allowing a thorough understanding of the complex interactions between the volcanics and the ecology of the lake. The project integrates data on palaeoenvironments, palaeoclimate, synsedimentary tectonism and volcanism with hominin land use models contributed by palaeoanthropologists and archaeologists of the multidisciplinary OLAPP research group. OLAPP trenches excavated over the next few years will provide an exceptional opportunity for combined sedimentological, volcanological and palaeoecological studies at an extremely high resolution (mm to cm scale).
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Late Cretaceous to Recent post-breakup evolution of the African S-Atlantic margin: integrating onshore field studies; sequence development, offshore seismic data, numerical dating and modelling
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: SPP 1375: SAMPLE: South Atlantic Margin Processes and Links with onshore Evolution
Laufzeit: 1. November 2008 - 30. September 2013
Mittelgeber: DFG / Schwerpunktprogramm (SPP)Multiple phases of volcanism, uplift and subsidence are recorded after the breakup of the Namibian South Atlantic margin segment – features which are regarded as atypical when compared to published examples of other post-breakup continental margin successions. It is currently not understood whether these geodynamic processes are only of regional or a broader, South Atlantic intercontinental importance. Existing low T thermochronometric analyses, cosmogenic isotope measurements on bedrock surfaces and tectonic and stratigraphic analysis of the post-breakup succession could be advantageously completed and calibrated by (A) the interpretation of offshore industrial seismic and well log data (uppermost 2s TWT) and (B) the analysis of onshore sedimentary archives such as post-breakup fluvial depositional sequences, marine terraces, aeolianites, palaeo-seacliffs, incised valleys and syntectonic strata in the hanging-walls of normal faults. Both, onshore and offshore strata provide a high-resolution archive of processes accompanying the breakup and post-breakup evolution of the South Atlantic margin. Many of the coastal marine terraces contain dateable material suitable for biostratigraphic analysis combined with ESR and OSL dating. Offshore seismic structural and stratigraphic analysis and well data will be integrated with a detailed 3D stratigraphic and structural analysis as well as dynamic retro- and forward modelling which forms the basis for a combined 3D onshore-offshore surface-subsurface model.