4.2.2 Ausschlusskriterium großräumige Vertikalbewegungen

Das Ausschlusskriterium „großräumige Vertikalbewegungen“ ist in § 22 Abs. 2 Nr. 1 StandAG festgelegt und besagt, dass ein Gebiet nicht als Endlagerstandort geeignet ist, wenn großräumige geogene Hebungen im Mittel von mehr als 1 mm pro Jahr über den Nachweiszeitraum von einer Million Jahren zu erwarten sind.

Für Gebiete mit derart hohen Hebungsraten kann keine positive Prognose im Hinblick auf die Sicherheit eines Endlagers gewährleistet werden. Hintergrund dafür ist der Zusammenhang zwischen dem Auftreten von großräumigen Vertikalbewegungen und der dadurch hervorgerufenen verstärkten Abtragung des Deckgebirges durch Erosion (BT‑Drs. 18/11398, S. 68).

Vertikalbewegungen der Erdoberfläche sind auf Veränderungen des isostatischen Gleichgewichtszustands zwischen der Lithosphäre (Erdkruste und äußerer Teil des Oberen Erdmantel) und der darunterliegenden Astenosphäre, dem formbaren Teil des Erdmantels, zurückzuführen. Mögliche Auslöser für isostatische Ausgleichsbewegungen sind Mächtigkeitsänderungen der Erdkruste bei gebirgsbildenden Prozessen oder Massenänderungen an der Erdoberfläche durch Erosion und Vergletscherung. Auch dynamische Konvektionsbewegungen im Erdmantel können zu Vertikalbewegungen der darüberliegenden Lithosphäre führen (Teixell et al. 2009).

In der geologischen Vergangenheit waren in Deutschland verschiedene Regionen unterschiedlich stark von großräumigen Vertikalbewegungen betroffen. Deutschland war bis zum Beginn der Oberkreide vor ca. 100 Millionen Jahren geprägt von Senkungsbewegungen in Norddeutschland und einer relativ stabilen Situation in Süddeutschland, das über weite Teile des Mesozoikums (von 252 bis 66 Millionen Jahre) eine stabile Plattform bildete (Feist-Burkhardt et al. 2008). Mit Beginn der Oberkreidezeit änderte sich das Spannungsregime in Deutschland, was sich tektonisch vor allem in Nord- und Mitteldeutschland auswirkte. Diese Regionen waren bis zum Beginn der Oberkreide als Teil des Norddeutschen Beckens größtenteils durch Dehnung und Absenkung geprägt. Entlang von ehemaligen Abschiebungen wurden nun regional Blöcke, wie zum Beispiel der Harz, aufgeschoben und gehoben. Als Folge der Heraushebung wurden im Harz im Mittel 1 000 m innerhalb von einer Million Jahren durch Abtragung von Gesteinen an der Erdoberfläche erodiert (Kley & Voigt 2008; von Eynatten et al. 2008). Derart hohe Hebungs- und Abtragungsraten traten seit dem Beginn des Känozoikums (vor 66 Millionen Jahren) in Deutschland, mit Ausnahme des zentralen Teils der Alpen, nicht mehr auf. Im Känozoikum stehen großräumige Vertikalbewegungen vor allem im Zusammenhang mit der Hebung der Alpen und der Bildung des Oberrheingrabens seit dem Eozän (56 bis 34 Millionen Jahre), und den relativ jungen Hebungsbewegungen der Eifelregion im Quartär (seit 2,6 Millionen Jahren). In der folgenden Abbildung 8 sind beispielhaft Bewegungen der Erdoberfläche innerhalb Deutschlands über die erdgeschichtlichen Zeiten dargestellt.

Abbildung 8:    Schematische Darstellung von beispielhaften Bewegungen der Erdoberfläche in Deutschland

Die Messung aktuell stattfindender Vertikalbewegungen an der Erdoberfläche erfolgt mit Hilfe geodätischer Verfahren in Form von Nivellementmessungen oder satellitenbasierten Messungen, mit welchen die Höhenunterschiede der Erdoberfläche über den jeweiligen Messzeitraum ermittelt werden können. Um längere Beobachtungszeiträume zu erfassen, eignen sich geowissenschaftliche Methoden wie die Kartierung bekannter Markerhorizonte (z. B. Flussterrassen oder paleoMeeresküsten) oder die Verwendung radiometrischer Datierungsmethoden. Radiometrische Datierungsmethoden können zum Beispiel zur Messung von Erosionsraten verwendet werden und spiegeln dabei die gemittelten Erosionsraten einer Region der letzten 10 000 bis 100 000 Jahre wieder (von Blanckenburg 2005).

Im Zuge der Datenabfragen bei den Bundes- und Landesbehörden hat die BGE Daten zu aktuellen großräumigen Hebungsraten sowie Prognosen für Regionen abgefragt, in denen in den nächsten eine Million Jahre großräumige Hebungsraten zu erwarten sind inklusive der erwarteten Hebungszeiträume. Zudem bat die BGE um Informationen zu Flächenbezeichnungen, Ursachen/Genesen der Hebung, dazugehörige Referenzen und um etwaige Informationen, wo keine Hebungen erwartet werden oder prognostiziert werden können. Im Ergebnis der Datenabfragen sind seitens der Bundes- und Landesbehörden größtenteils Hinweise auf Publikationen und deren teils digitale Hintergrunddaten zur Verfügung gestellt worden. In einzelnen Fällen wurden auch Messdaten zu aktuellen Hebungsraten übermittelt. Daten zur Prognostizierbarkeit großräumiger Vertikalbewegungen liegen seitens der Bundes- und Landesbehörden nicht vor.

Mit Blick auf die Prognose großräumiger Vertikalbewegungen über den Nachweiszeitraum von einer Million Jahre, wurde seitens der BGE eine Studie in Auftrag gegeben (Jähne-Klingberg et al. 2019). Auf Grundlage der geologischen Historie wurden vier unterschiedliche Zukunftsszenarien für das Eintreten von Hebungsereignissen in Deutschland innerhalb der nächsten eine Millionen Jahre entwickelt. Im Ergebnis deutet keines dieser Zukunftsszenarien darauf hin, dass auf Basis der aktuellen Datengrundlage und dem derzeitigen geologischen Prozessverständnis, Hebungsbeträge von mehr als 1 mm pro Jahr für den Nachweiszeitraum von einer Million Jahre in Deutschland zu erwarten sind.

Für die Anwendung des Ausschlusskriteriums großräumige Vertikalbewegungen schließt sich die BGE der Einschätzung von Jähne-Klingberg et al. (2019) an. Damit werden auf Basis dieses Ausschlusskriteriums keine ausgeschlossenen Gebiete ermittelt.