Warum wir die Geologie des Meeresbodens verstehen müssen, um die Winde zu nutzen

Meeresboden der Nordsee

Für jedes Land, das mit einfachem Zugang zur flachen und windigen Nordsee gesegnet ist, wird Offshore-Wind der Schlüssel zum Erreichen der Netto-Null-Ziele sein. Die Entwicklung dieser Windparks ist teilweise eine Herausforderung für Ingenieure, hängt aber auch von der Geologie unter dem Meeresboden ab – und dort kommt es an Geowissenschaftler wie wir kommen rein. Da die Industrie immer mehr Daten sammelt, erweist sich die Geologie des Meeresbodens als weitaus komplizierter und aufschlussreicher als bisher angenommen.

In den letzten paar Millionen Jahren der On-Off-Eiszeiten sind große Eisschilde viele Male über Nordeuropa vorgedrungen und zurückgezogen. Dies veränderte die Landschaft und führte zu Veränderungen des Meeresspiegels. Die aktuellen Küstenlinien Großbritanniens bieten eine Momentaufnahme dieser sich verändernden Landschaft, aber unter Wasser ist ein weitaus vollständigeres Archiv der jüngsten Erdgeschichte.

So war die Dogger Bank, eine flache Region der zentralen Nordsee mit viel Potenzial für Windkraft, bis kurz vor Vor etwa 8,000 Jahren. Fischerboote schleppen gelegentlich prähistorische Werkzeuge und Artefakte der dort lebenden Menschen mit. Wir wissen jetzt viel mehr über diese Zyklen des Vordringens und Rückzugs von Eis, da riesige Gebiete der Nordsee für die Entwicklung von Offshore-Windparks untersucht werden.

Wir sind Geowissenschaftler, die diese Sedimentschichten kartieren unter dem Meeresboden. Jede Schicht kann uns etwas über die Welt zum Zeitpunkt ihrer Ablagerung erzählen. Einige Schichten sind glaziale Sedimente, die durch die Bewegung und den Druck des darüber liegenden Eises planiert wurden, und an einigen Stellen Gletscherseen, die aus dem Wasser entstanden sind, das aus den Eisschilden schmilzt. Andere Schichten zeigen, dass sich nach dem Rückzug des Eises terrestrische Landschaften mit komplizierten Netzwerken von Flusskanälen bildeten, die sich durch Wälder und Moore schlängelten.

Als die Eisschilde gegen Ende jeder Eiszeit schmolzen, überfluteten steigende Meere die Landschaft. Wir wissen dies, weil Sand und Schlick, die während dieser warmen Perioden abgelagert wurden, Muscheln enthalten. Dieser Zyklus der Zerstörung beim Vordringen des Eises und der Reparatur beim Rückzug und der Überflutung des Landes hat zu einer komplizierten Anordnung von Sedimentschichten geführt. Durch die detaillierte Untersuchung dieser früheren Umgebungen können wir besser verstehen, wie sich Landschaften als Reaktion auf Veränderungen in der Umgebung entwickeln Klima. Forschungen dieser Art werden seit Jahrhunderten an Land betrieben, aber dort sind die geologischen Aufzeichnungen durch Erosion und die Spuren der menschlichen Entwicklung frustrierend fragmentiert. Im Vergleich dazu können wir auf See den Übergang von Eiszeiten zu warmen Landschaften über Dutzende oder Hunderte von Kilometern verfolgen, teilweise dank der beispiellosen Detailgenauigkeit der Daten, die zur Unterstützung von Offshore-Wind gesammelt wurden. In der Nordsee hat dies gezeigt, dass mehrere Kalt-Warm- Zyklen haben unter wechselnden Klimata und Meeresspiegeln unterschiedliche Ablagerungen hinterlassen. Diese komplizierten Bodenverhältnisse können die Installation von Windkraftanlagen und Verbindungskabeln sehr problematisch machen, da unterschiedliche Sedimentarten stellen unterschiedliche Herausforderungen.

Während steifer Gletscherton oft ein starkes Fundament für Turbinen bildet, kann grober Meeressand leicht von den Basistürmen erodiert werden und kann zu Instabilität führen. Der Torf, der sich in warmen Klimazonen vor dem Anstieg des Meeresspiegels gebildet hat, stellt besondere Herausforderungen dar, da seine faserige Beschaffenheit das Ausheben von Gräben erschwert und die Effizienz der Kabel verringert, die Energie an Land übertragen.

Eine detaillierte Kartierung des Meeresbodens mit einer noch nie dagewesenen oder sogar in Betracht gezogenen Auflösung ermöglicht es der Offshore-Windindustrie, effizientere und maßgeschneiderte Installationen an jedem Windparkstandort zu planen. Und da der Meeresspiegel während jeder Eiszeit um 100 Meter oder mehr gesunken ist, werden viele andere unter Wasser liegende Kontinentalschelfs, die derzeit für die Offshore-Entwicklung vorgesehen sind, irgendwann freigelegt worden sein. Diese sich in den letzten Millionen Jahren verändernde Landschaft wird an potenziellen Offshore-Windparkstandorten auf der ganzen Welt zu vielfältigen und komplexen Sedimentschichten geführt haben, sei es nahe oder weit entfernt von ehemaligen Eisschilden.

Über den Autor

Natasha Barlow, außerordentliche Professorin für quartäre Umweltveränderungen, University of Leeds

Dieser Artikel erschien ursprünglich am Das Gespräch

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