So funktioniert das Heißwasser-Bohren

Um ein 30 Zentimeter großes und 900 Meter tiefes Loch senkrecht durch das Filchner-Schelfeis zu bohren, bräuchte man theoretisch mehr als 60 Kubikmeter heißes Wasser. Eine Unmenge, wenn man bedenkt, dass alles Wasser auf dem Schelfeis gefroren ist. Um dennoch bohren zu können, nutzen Wissenschaftler einen Trick. Sie schmelzen das Bohrwasser vor Ort direkt aus dem Schelfeis. Wie das im Detail funktioniert, erklärt AWI-Techniker Jörg Brozek.

Zuerst stellen wir das Startwasser her (Bild 1). Dazu schmelzen wir eine kleine Menge Schnee und erwärmen dieses Schmelzwasser auf 95 Grad Celsius. Durch die Zugabe weiteren Schnees vergrößern wir nun das Wasservolumen so lange, bis wir eine Menge von 10 Kubikmetern gewonnen haben.

Jeder weiß, das flüssiges Wasser im Schnee versickert. Deshalb bohren wir mit dem Startwasser zunächst bis in eine Tiefe von etwa 100 Metern. Dort hat sich der Firn in Eis umgewandelt. Hier schmelzen wir dann mit dem restlichen Startwasser eine Kaverne (Bild 2). Diese binden wir in den Bohrwasserheizkreislauf ein und schmelzen so im Eis kontinuierlich neues Bohrwasser, welches wir im Anschluss an die Oberfläche pumpen und erhitzen.

Um die in der Kaverne eingesetzten Geräte nicht zu beschädigen, bohren wir jetzt im Abstand von 50 Zentimetern ein zweites Loch (Bild 3). Diese Bohrung ist die Hauptbohrung. Sie läuft ebenfalls durch die Kaverne.

Damit die Kaverne beim Durchbruch der Hauptbohrung (Bild 4) durch das Schelfeis nicht leerläuft, muss sie unterhalb des Meeresspiegels liegen.

Auf diese Weise verfügen wir dann über quasi unendlich viel Bohrwasser, mit dem wir zum Schluss die Hauptbohrung so weit vergrößern, dass alle Experimente durchgeführt und die Messketten verankert werden können (Bild 5).