Geologische Landesaufnahme

Die Geologische Landesaufnahme erfasst und bewertet die geowissenschaftlichen Grundlagendaten insbesondere für die Belange der angewandten Geologie sowie für die wissenschaftliche Kooperation. Diese Aufgaben sind in Thüringen außergewöhnlich vielfältig, da Thüringen eine eindrucksvolle Vielfalt an geologisch differenzierten Gesteinseinheiten aus ca. 600 Millionen Jahren Erdgeschichte aufweist. Im Laufe dieser Zeit gehörte die kontinentale Kruste Thüringens sowohl zu marinen als auch zu festländischen Ablagerungsbereichen und war zudem zeitweise auch Abtragungsgebiet. Bedingt durch die Drift der Kontinente lagen Krustenbereiche Thüringens nacheinander in allen Klimaregionen des Globus: von südpolaren Breiten über die Tropen und Subtropen bis hin zu den heutigen gemäßigten Breiten der Nordhalbkugel. Neben sedimentären Gesteinen entstanden durch den Aufstieg von Magma wiederholt auch große Mengen vulkanischer und plutonischer Gesteine. Mehrere Gebirgsbildungen deformierten insbesondere die altpaläozoischen und neoproterozoischen Gesteine (Faltung, Brüche, Schieferung), die dabei auch eine Metamorphose (Umkristallisation unter erhöhtem Druck und Temperatur) erfuhren.

Geologische Übersichtsdarstellung von Thüringen mit zwei Vertikalschnitten

Durch die Vielzahl der geologischen Prozesse entstanden auch zahlreiche mineralische Rohstoffe, die eine wichtige Grundlage der Kulturgeschichte und Industrialisierung Thüringens sind. Manche Gesteine sind darüber hinaus Speicher für Grundwasser, das für die Versorgung mit qualitativ hochwertigem Trinkwasser nicht zu ersetzen ist. Durch ihre variable Zusammensetzung haben die Gesteine einen entscheidenden Einfluss auf die Entstehung der Böden, die das Substrat des pflanzlichen Wachstums und damit Grundlage der land- und forstwirtschaftlichen Produktion und der natürlichen Artenvielfalt sind. Die wechselnden Eigenschaften der Gesteine entscheiden aber auch darüber, ob sie als Baugrund geeignet sind oder geogene Gefahren, wie z.B. Hangrutschungen und Erdfälle, verursachen können.

Daten über den geologischen Untergrund Thüringens werden z.B. für die Wasser-, Rohstoff-, Energie-, Land- und Forstwirtschaft, den Umwelt- und Naturschutz, das Bauwesen, die Nutzung der Geothermie, die Klimavorsorge, den Geotourismus und die geowissenschaftliche Grundlagenforschung benötigt. Die Geologische Landesaufnahme erfasst die notwendigen Daten und setzt sie in analoge und digitale Produkte, wie Karten, Erläuterungsbände und Datenbanken um. Sie schafft damit wichtige Grundlagen für Verwaltung, Wirtschaft und Forschung und hat Einfluss auf Entscheidungen für eine nachhaltige und umweltverträgliche Landesnutzung.

Für die Arbeit der Geologischen Landesaufnahme in Thüringen ist gegenwärtig die Integration bereits vorhandener Archivdaten in das digitale Flächeninformationssystem "GK25digTh" sowie in die Landesbohrdatenbank vorrangig. Daneben wird angestrebt, im Rahmen des Drittmittelprojekts "INFLUINS" den tieferen Untergrund Thüringens durch die Schaffung dreidimensionaler digitaler Modelle besser verstehen und nachhaltig nutzen zu können. Die Erfassung neuer Grundlagendaten und die Aktualisierung des analogen Kartenwerkes "Geologische Karte von Thüringen 1:25.000" ist wegen des Personalabbaus in diesem Aufgabengebiet nahezu zum Erliegen gekommen. Ähnliches gilt für die Erfassung und Bereitstellung geochemischer, petrographischer und paläontologischer Daten sowie für die wissenschaftliche Betreuung der Sammlungen.

Kartenwerk „Geologische Karte von Thüringen 1: 25.000“

Eines der wichtigsten und bewährtesten Produkte der Geologischen Landesaufnahme ist die Geologische Karte im Maßstab 1:25.000 (GK 25). Sie dokumentiert die Verbreitung, Eigenschaften und Lagerungsverhältnisse der Gesteine und gibt Auskunft über Geopotentiale (Nutzungsmöglichkeiten) und Georisiken (mögliche Gefährdungen durch den geologischen Untergrund). Dieses Kartenwerk ist für den praxisorientierten Geologen das wichtigste Arbeitsmittel und die Basis zur Generierung geologischer Übersichts- und Konzeptkarten für differenzierte Anwendungsbereiche. Es ist für Thüringen flächendeckend vorhanden; allerdings genügen viele der oft über 80 Jahre alten Kartierungen kaum mehr den modernen Ansprüchen. Seit 1993 wurden daher 28 der insgesamt 130 Kartenblätter im Gebiet des Freistaates Thüringen geologisch neu kartiert und gedruckt. Im Jahr 2012 wurden nur in geringem Umfang im Rahmen von Werkverträgen Neukartierungen vorgenommen.

 

Digitale geologische Flächeninformationssysteme

Die digitale Geologische Karte im Maßstab 1:25.000 (GK25digTh) ist das detaillierteste und aktuellste Informationssystem zur flächendeckenden und blattschnittfreien Abbildung der geologischen Verhältnisse im Land Thüringen. Datenbasis ist das Kartenwerk "Geologische Karte von Thüringen 1:25.000" ergänzt durch alle verfügbaren Manuskriptkarten, von denen jeweils die genauesten Kartierergebnisse übernommen wurden. Hierarchisch strukturierte Schlüssellisten bilden die Grundlage einer für ganz Thüringen homogenen und damit überregional vergleichbaren Datenstruktur. Die zugehörigen Sachdaten, wie z.B. Lithologie, Stratigraphie, Schichtmächtigkeiten, Kartierer, Jahr der Kartierung etc. sind in einer Oracle-Datenbank abgelegt.

Im Jahr 2012 wurden zahlreiche Korrekturen, Ergänzungen und Anpassungen der Flächendaten vorgenommen und weitere Sachdaten in die Oracle-Datenbank integriert. Damit wurden die Grundlagen für die im Jahr 2013 zu realisierende Webanwendung gelegt, die eine kostenfreie Ansicht der Daten ermöglichen soll. Auskünfte zur Abgabe von Daten der "Digitalen Geologischen Karte 1:25.000 von Thüringen - GK25digTH" erteilt Herr Dr. Huckriede (Tel. 0 36 41/68 46 12).

Eine digitale Version der Geologischen Übersichtskarte von Thüringen im Maßstab 1:200.000 steht bereits seit Jahren der Öffentlichkeit als nutzerfreundliches Flächeninformationssystem zur Verfügung (GÜK200; bestellbar als CD). Sie umfasst insgesamt 225 geologische Legendeneinheiten und ca. 12 000 Einzelflächen. Die CD enthält zusätzlich auch die Hydrogeologische Übersichtskarte 1:200.000 (HÜK200), die den Oberen Grundwasserleiter in Thüringen beschreibt.

 

Layout einer auf Basis der „Digitalen Geologischen Karte 1: 25.000 – GK25digTH“ erstellten blattschnittunabhängigen geologischen Karte (Stadtgebiet von Erfurt)

INFLUINS

Unter Leitung des Instituts für Geowissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena wurde im Jahr 2009 ein Forschungsprojekt zur "Integrierten Fluiddynamik in Sedimentbecken - INFLUINS" für die Beispielregion Thüringer Becken beantragt und durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für den Zeitraum 2010 bis 2014 genehmigt. Dieses größte geowissenschaftliche Forschungsprojekt Thüringens ist im Programm "Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern - PROSIN" angesiedelt und untersucht die gekoppelte Dynamik oberflächennaher und tiefer Fluid- und Stoffströme in Sedimentbecken auf allen relevanten Skalen. Diese Forschungen sind nicht nur für die geowissenschaftliche Grundlagenforschung relevant; ihre Ergebnisse können beispielsweise auch für die sogenannte "Energiewende" wichtig sein, da der tiefere Untergrund und die dortigen Fluide eine hohe Bedeutung als Lieferanten geothermischer Energie bzw. als Energiespeicher haben.

Dem Forschungskonsortium INFLUINS gehören neben dem Institut für Geowissenschaften und der Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie weitere Institute der Friedrich-Schiller-Universität Jena, andere Forschungsinstitutionen (z.B. das Helmholtz Zentrum für Umweltforschung - UFZ) und auch privatwirtschaftlich arbeitende Unternehmen an. Weitere Informationen zum Projekt können unter www.influins.uni-jena.de abgerufen werden.

Von den zur Zeit elf Mitarbeitern im Arbeitsbereich Geologische Landesaufnahme und Geologisches Landesarchiv sind allein drei befristet über INFLUINS eingestellt. Ihr Projektanteil besteht in der Bereitstellung von Grundlagendaten und Gesteinsproben aus den Archiven der TLUG, in der Datenaufbereitung für die Projektpartner sowie in der Erstellung von dreidimensionalen strukturgeologischen und hydrogeologischen Untergrundmodellen.

Dreidimensionale Untergrundmodellierung

Eine neue Herausforderung für die Landesgeologie ist die Entwicklung dreidimensionaler Modelle des Untergrundes. Diese haben nicht nur in der Erdölindustrie für die Lagerstättenerkundung eine herausgehobene Bedeutung, sondern sind zunehmend eine unverzichtbare Grundlage für die tägliche Arbeit der staatlichen geologischen Dienste von Bund und Ländern. So werden solche Modelle z.B. bei Planungen zum Schutz und zur nachhaltigen Nutzung des Grundwassers, zur großvolumigen Untergrund-Fluidspeicherung, zur Nutzung der Tiefen Geothermie, zur Gewinnung tiefliegender Rohstoffe und zum Schutz vor Geogefahren benötigt.

Zur Zeit werden im Rahmen des oben beschriebenen Forschungsprojekts INFLUINS die in den Archiven des geologischen Landesdienstes archivierten Erkundungsdaten mit dem bei den staatlichen geologischen Diensten und in der Kohlenwasserstoff-Prospektion bewährten Programm "SKUA" in ein dreidimensionales, digitales Strukturmodell des Thüringer Beckens umgesetzt. Wesentliche Eingangsdaten für das Modell sind die Geologische Oberflächenkarte, Bohrdaten und reflexionsseismische Profile. Darauf aufbauend werden geologische Detailmodelle erarbeitet, die Grundlage der anschließenden hydrogeologischen Modellierung sind.

Das dreidimensionale Untergrundmodell des Thüringer Beckens erlaubt z.B. die automatische Erstellung beliebig orientierter Vertikalschnitte

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