4.1.3 Wirtsgestein Steinsalz

Das Wirtsgestein Steinsalz ist ein in der Erdgeschichte durch Verdunstung von Meerwasser oder Binnenwasser entstandenes Sedimentgestein. Dieses, hauptsächlich aus Natriumchlorid (NaCl) bestehende Wirtsgestein weist eine Reihe von Eigenschaften auf, die eine Endlagerung von hochradioaktiven Abfällen ermöglichen oder begünstigen. Zu den Eigenschaften von Steinsalz als potentielles Wirtsgestein gehört die hohe Wärmeleitfähigkeit. Diese ermöglicht es, die von den hochradioaktiven Abfällen ausgehende Nachzerfallswärme schnell abzuleiten. Des Weiteren weist Steinsalz unter Druck plastische Eigenschaften auf, die es ermöglichen, entstandene Risse und Hohlräume im Gestein durch sogenanntes „Kriechen“ zu verschließen und horizontale und/oder vertikale Bewegungen des umgebenden Gebirges ohne zu brechen auszuhalten. Weiterhin ist Steinsalz hydraulisch dicht und somit undurchlässig gegenüber Gasen und Flüssigkeiten.

Zu den weniger günstigen Eigenschaften von Steinsalz als potentielles Wirtsgestein gehören die hohe Wasserlöslichkeit und das geringe Rückhaltevermögen langzeitsicherheitsrelevanter Radionuklide.

Das Wirtsgestein Steinsalz ist zum einen in einer stratiformen, also flachen Lagerungsform, zum anderen in einer steilen Lagerungsform, z. B. in Form von Salzstöcken, zu finden. Die stratiforme Lagerung geht auf die ursprüngliche Form in Folge von Verdunstungen von Meerwasser (Evaporation) vor mehreren Millionen Jahren zurück. Vor allem im Norden Deutschlands wurden u.a. mächtige Steinsalzvorkommen im Zechstein abgelagert. Zechstein ist ein geologisches Zeitalter, welches vor ca. 257 Millionen Jahren begann und ca. 6 Millionen Jahre dauerte. In dieser Zeit wurden lokal über 1 000 m mächtige Steinsalzschichten durch Evaporation gebildet. Auch in anderen Zeitaltern wurden stratiforme Steinsalzablagerungen durch Evaporation gebildet. In der weiteren geologischen Abfolge wurden diese Ablagerungen wiederum durch andere, bis zu mehrere 1 000 m mächtige Sedimente überlagert. Es entstand ein hoher Überlagerungsdruck auf die Salzablagerungen durch das Gewicht der darauf liegenden Sedimente. Dieser Druck ist jedoch nicht gleichmäßig ausgebildet, es gibt Zonen geringerer Lagerungsdichte, die verschiedene Ursachen haben. Auf Grund des höheren Drucks neben diesen Zonen und der plastischen (duktilen) Eigenschaften des Salzes, kann das Salz in diesen „Schwächezonen“ aufsteigen. Es bilden sich Salzdiapire bzw. Salzstöcke. Dieser Vorgang wird als Salztektonik oder auch Halokinese bezeichnet (vgl. Abbildung 7).

Abbildung 7:    Stufen der Halokinese: Steinsalz in stratiformer Lagerung (A), Salzkissen (B), Steinsalz in steiler Lagerung, sogenannte Salzdiapire oder Salzstöcke (C)

In der ersten Stufe der Halokinese bilden sich sogenannte Salzkissen (B). Diese werden im Standortauswahlverfahren dem Wirtsgestein „Steinsalz in stratiformer Lagerung“ zugeordnet. Im weiteren Verlauf der Halokinese werden die über dem Steinsalz lagernden Schichten durchbrochen. Es kommt zur Bildung von Salzdiapiren (Salzstöcken oder Salzmauern). Diese Bildungen werden in der Standortauswahl dem Wirtsgestein „Steinsalz in steiler Lagerung“ zugeordnet. Gleichzeitig werden beim weiteren Aufstieg die darüber lagernden Schichten teilweise mit nach oben geschleppt sowie auch die unterschiedlichen Salzlagen im Salzdiapir selbst verfaltet.

Für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen ist im Salzstock das Steinsalz von Bedeutung, wie in § 1 Abs. 3 StandAG geregelt wird. Durch das Verfalten der abgelagerten Schichten ist ohne genaue Kenntnisse des inneren Aufbaus der Salzstruktur nicht bekannt, wo genau und in welcher Ausprägung sich die bevorzugten Steinsalzschichten im Salzstock befinden. Das ist nur bei wenigen gut erkundeten Salzstöcken in Deutschland derzeit der Fall.