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Impressum
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Tiefe

Bohrungen in den Untergrund macht man beispielsweise auf der Suche nach Rohstoffen oder zu wissenschaftlichen Zwecken. Die tiefste Bohrung der Welt befindet sich auf der russischen Kola Halbinsel und reicht in eine Tiefe von 12’262 Metern.

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GR API

Das GR API ist ein Industriestandard, der vom «American Petroleum Institute» eingeführt wurde. Er kommt bei der Messung der natürlichen Radioaktivität in Gesteinen zur Anwendung. Dadurch können die Übergänge zwischen verschiedenen Gesteinsarten bestimmt werden.

Alter

Geologen messen das Alter von Gesteinen meistens in Jahrmillionen. Das sind für Menschen fast unvorstellbare Zeitspannen. In der Erdgeschichte sind es nur Augenblicke.

Temperatur

Je tiefer man in den Untergrund vorstösst, desto wärmer wird es. Eine Daumenregel besagt, dass sich die Temperatur pro 100 Meter um zirka drei Grad Celsius erhöht. Die Wärme stammt zum Beispiel vom Zerfall natürlicher radioaktiver Isotope.

0.15 meter

Zuckerrübe

Die Zuckerrübe ist eine der Haupt-Zuckerlieferanten in Europa. Auf jedem Hektar Anbaufläche wachsen etwa 90 Tonnen Rüben. Aus diesen können 10-15 Tonnen Zucker gewonnen werden. Eine Rübe kann ein Gewicht von bis zu 1,5 Kilogramm erreichen. Daraus ergibt sich, dass für jedes Kilogramm Zucker etwa sieben bis neun Rüben verwendet werden. Um den Zucker zu gewinnen, werden die Rüben geschnitten und ausgepresst. Der gewonnene Saft wird gereinigt und verdickt, bis der Zucker auskristallisiert.

0.2 meter

Anthropozän

Aufgrund der Auswirkungen des Menschen auf die Erde diskutieren Forscher über die Einführung eines neuen Zeitabschnitts: das Anthropozän. Es soll den Zeitabschnitt umfassen, in dem der Mensch zu einem der wichtigsten Einflussfaktoren auf die Prozesse der Erde geworden ist. Ein Beispiel hierfür ist, dass ein Drittel bis die Hälfte der weltweiten Landfläche durch Ackerbau und Rohstoffgewinnung umgestaltet wurde. Auch das hohe Artensterben und die dadurch sinkende Artenvielfalt sind auf menschliches Tun zurückzuführen.

0.5 meter

Erdgeruch

Wenn man durch den Wald spaziert oder an einem frisch gepflügten Acker vorbeigeht, kann man diesen typischen frischen Erdgeruch wahrnehmen. Dieser ist auf Bodenbakterien, die so genannten Streptomyceten, zurückzuführen. Der Geruch rührt von Geosmin, einem ihrer Stoffwechselprodukte her. Geosmin bedeutet auf lateinisch «Erdgeruch».  

1 meter

Maulwurf

Obwohl nicht bei allen Gärtnern beliebt, ist der Maulwurf ein wertvoller Schädlingsbekämpfer. Sein Bau reicht bis etwa einen Meter unter die Erde. Der europäische Maulwurf kann bis 18 Zentimeter gross werden und ein Gewicht von 120 Gramm erreichen. Maulwürfe ernähren sich vor allem von Regenwürmern und Insekten. Ein Maulwurf kann sein Tunnelsystem um bis zu sieben Meter in der Stunde vergrössern. Dabei kann sein Revier eine Fläche von 2000 Quadratmeter einnehmen, wobei das Tunnelsystem eine Länge von 200 Metern erreichen kann.

1.5 meter

Kanalisation

Die Kanalisation ist eine der wichtigsten Errungenschaften der Zivilisation. Bereits vor 4000 Jahren wurden in einer Stadt in Pakistan Schächte und Kanäle zur Entwässerung gebaut. Nach der Römerzeit ging das Wissen um die richtige Abwasserentsorgung verloren. Cholera- und Typhusepidemien waren die Folge. In Basel und Genf sind gedeckte Abwasserkanäle bereits aus der frühen Neuzeit bekannt. In Zürich wurde im Jahr 1860 mit dem Bau der ersten modernen Abwasserkanäle begonnen.

1.5 meter

Lockergesteins-Grundwasserleiter

Die ergiebigsten Grundwasserleiter der Schweiz hat es typischerweise in den Flusstälern. Sie bestehen aus Kies und Sand, das nach dem Rückzug der Gletscher am Ende der Eiszeiten abgelagert wurde. Das Wasser stammt ursprünglich vom lokalen Niederschlag oder von einsickerndem Flusswasser.

Kaninchenbau
2 meter

Kaninchen

Kaninchen gehören zu der Familie der Hasen. Die in Kolonien lebenden Tiere graben im Gegensatz zu «normalen» Hasen unterirdische Höhlen, die zwei Metern tief sein können. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal sind die kürzeren Ohren des Kaninchens. In Fabeln wird der Name Äugler für Kaninchen verwendet. Für einige Tiere gibt es in Fabeln spezielle Namen. Die bekanntesten dürften Meister Petz für den Bären oder Isegrim für den Wolf sein.

100 meter

Schmuck aus der Steinzeit

Die jüngere Altsteinzeit begann vor zirka 40'000 Jahren. Die Menschen mussten zu dieser Zeit mit der grössten Kälte der letzten Eiszeit, dem weitesten Gletschervorstoss und einer kargen Pflanzenwelt zurechtkommen. Erst gegen Ende der jüngeren Altsteinzeit wurde es rasch wärmer und auch das Gebiet der Schweiz wurde wieder besiedelt. Die Menschen fertigten Schmuckknöpfe und -anhänger sowie kleine Tier- und Menschenstatuen aus Knochen und Mammut-Elfenbein an. Besonders schöne und charakteristische Kunstwerke aus dieser Zeit wurden in der Höhle «Kesslerloch» bei Thayngen im Kanton Schaffhausen gefunden. Ein berühmtes Stück ist aus dem Geweih von Rentieren geschnitzt, einem anderen Tier, das gut an die Kälte angepasst ist.

1000 meter

Dimetrodon

Dimetrodon bedeutet «zwei Masse von Zähnen». Dieser fleischfressende Urahn der heutigen Säugetiere konnte eine Grösse von 3,5 Metern erreichen und wog vermutlich bis zu 250 Kilogramm. Sein grosses Rückensegel diente dem wechselwarmen Tier vermutlich dazu, sich aufzuwärmen.

1000 meter

Kohlenwald

Riesige Wälder bedeckten einst Teile des heutigen Europas. Die damaligen Bäume gehörten zu den Schachtelhalmen, Bärlappgewächsen oder Farnen. Diese Pflanzen kommen heute hauptsächlich als kleine Sträucher vor. Das Klima war im Gebiet der Nordschweiz subtropisch (feuchtwarm). In Senken entwickelten sich ausgedehnte Moore und Sümpfe, in denen sich aus organischen Ablagerungen zahlreiche Kohlenflöze bildeten.

150 meter

Hipparion

Das Hipparion war eine Pferdegattung, die in Nordamerika, Asien, Europa und Afrika vorkam. Es lebte in Ebenen und Steppen. Im Gegensatz zu den heutigen Pferden war das Hipparion mit 1,4 Metern und einem Gewicht von bis zu 120 Kilogramm klein. Ein Exemplar dieser Gattung wurde in Bucheggberg (SO) gefunden.

2 meter

Regenwurm

Regenwurmgänge sind durchgehende Röhren von der Bodenoberfläche bis in Tiefen von zwei Metern. Die Gänge lockern, durchlüften und entwässern den Boden. Die mit Wurmkot ausgekleideten Wohnröhren fördern das Wachstum der Feinwurzeln der Pflanzen. Diese Wurzeln dienen der Nährstoffaufnahme.

235 meter

Wasser in den Malmkalken

Die Wasserführung in den Malmkalken ist durch Klüftung oder Verkarstung bedingt; hohe Durchlässigkeiten finden sich in Gebieten, wo der Malm an der Oberfläche sichtbar ist. In grösseren Tiefen sind die Durchlässigkeiten geringer. In der Nordschweiz trifft man oft salines (salziges) Grundwasser an, das Anteile von marinem Wasser aufweist.

20 meter

Weinrebenwurzeln

Die tiefen Wurzeln des Weinstocks sorgen auch in trockenen Gebieten für einen guten Tropfen. Eingeführt wurden die Weinreben in der Schweiz wahrscheinlich durch die Römer. Die erste urkundliche Erwähnung des Weinbaus in der Schweiz stammt aus dem Kanton Wallis. Die Urkunden aus dem Jahr 516 handeln vom Weinbau in der Abtei Saint-Maurice.

3 meter

Pfahlbauer

In der Jungsteinzeit wurden die Menschen allmählich sesshaft, Ackerbau und Viehzucht kamen auf. In der Schweiz geschah dies vor etwa 5300 Jahren. Die Wälder hatten sich seit dem Ende der Eiszeit ausgedehnt und lieferten reichlich Holz für den Bau der ersten Dörfer. Dies war die Zeit der Pfahlbauer. Rund 1000 dieser Seeufersiedlungen sind bislang rund um die Alpen bekannt. Die erste Siedlung wurde 1853-54 am Zürichsee bei Meilen entdeckt. Bei Cortaillod am Neuenburgersee und in Arbon am Bodensee wurden ganze Dörfer aus dem vierten Jahrtausend vor Christus entdeckt.

5 meter

Moräne

Moränen spielen in der heutigen Landschaft der Schweiz eine wichtige Rolle. Sie bestehen aus von Gletschern abgelagerten Sedimenten und enthalten unterschiedliche Gesteine und Korngrössen, von Ton bis hin zu grossen Felsblöcken. Es können vier verschiedenen Moränentypen unterschieden werden: End-, Seiten-, Mittel- und Grundmoräne. Besonders markant ist oft die Endmoräne, die nach Abschmelzen des Gletschers meist auffällige, parallel zum Eisrand verlaufende Wälle oder Höhenzüge bildet.

50 meter

Grundwasser in der Molasse

In der Molasse trifft man Grundwasser insbesondere in den Sandsteinen an. In Oberflächennähe ist die Durchlässigkeit durch die Klüftung zusätzlich erhöht; in hügeligen Gebieten werden lokal Molasse-Quellen für die Wasserversorgung genutzt.

57.6 meter

Burgbrunnen

Wasser war und ist für den Menschen immer die wichtigste Ressource. Im Mittelalter wurden in manchen Siedlungen tiefe Brunnen gebaut, um die Siedler mit Wasser zu versorgen. Einer der tiefsten dieser Brunnen in der Schweiz befindet sich in der Ruine Kastelen im luzernischen Alberswiel.

580 meter

Leioceras opalinum

Der Ammonit «Leioceras opalinum» ist ein Zeuge der Lebensbedingungen in der Nordschweiz zur mittleren Jurazeit. Sein Name stammt von seiner opalisierenden Schale. Das dichte Tongestein schützte die Schalen vor äusseren Einflüssen, dadurch blieben sie erhalten. Das Tier lebte in einem ausgedehnten, untiefen Meer. Nach dem Tod wurde seine Kalkschale von Schlamm zugedeckt, der sich im Laufe der Jahrmillionen verfestigte.

600 meter

Tiefenlager

Weltweit sind sich Wissenschaftler einig, dass es am sichersten ist, radioaktive Abfälle tief im Untergrund in geologischen Tiefenlagern einzuschliessen. Dort können die Abfälle über Jahrtausende bis zur «Unschädlichkeit» zerfallen.

630 meter

Porenwasser im Opalinuston

Tonreiche Gesteine, wie zum Beispiel der Opalinuston, haben eine sehr geringe Wasserdurchlässigkeit und werden deshalb als Wasserstauer bezeichnet. Die Wasserdurchlässigkeit ist so gering, dass der Stofftransport im Opalinuston hauptsächlich durch Diffusion erfolgt. Dieser Prozess ist sehr langsam, deshalb findet man im Opalinuston teilweise noch Anteile von Meereswasser aus früheren geologischen Zeitabschnitten. Das Wasser befindet sich im Opalinuston in mikroskopisch kleinen Porenräumen («Porenwasser») und kann nur mit aufwendigen Labormethoden entnommen und untersucht werden.

730 meter

Plateosaurus

Der Name Plateosaurus bedeutet «flaches Reptil». 2015 wurde in der Tongrube Gruhalde in Frick ein acht Meter langes Exemplar dieses Sauriers gefunden. Dies ist das grösste, je in der Schweiz gefundene Saurierskelett. Die Plateosaurier wurden fünf bis acht Meter lang und konnten ein Gewicht von 1,5 bis 2 Tonnen erreichen. Diese grossen Tiere ernährten sich aber vermutlich vegetarisch.

50 - 100 meter

Geothermie

Erdwärme entsteht zu einem grossen Teil durch den Zerfall natürlicher radioaktiver Stoffe in der Erdkruste. Zusammen mit der Ursprungswärme aus dem Erdkern und der Sonneneinstrahlung bringt sie die Oberfläche auf eine Temperatur, die die heutige Lebensvielfalt möglich macht. In der Schweiz ist die Nutzung der Erdwärme mit Erdwärmesonden über Wärmepumpen weit verbreitet.

800 meter

Seelilien

Anders als der Name und ihr Aussehen vermuten lassen, handelt es hierbei nicht um Blumen, die im Meer gedeihen, sondern um Tiere vom Stamm der Stachelhäuter. Mit ihren beweglichen, federartigen Armen entnehmen sie dem Wasser Nahrung, die sie dann dem Mund im Zentrum ihrer Arme zuführen. Die meisten Seelilien-Arten sind mit einem Stiel am Untergrund festgewachsen. Seelilien oder ihre Stielglieder findet man in vielen Gesteinen; eine Fundstelle ist der Heister Steinbruch in Schinznach-Dorf.

maximaler Höhenunterschied 939 meter

Hölloch

Das Hölloch im Muotatal (SZ) ist mit über 200 Kilometern bekannter Länge das grösste Höhlensystem der Schweiz. Es ist auch die derzeit zweitlängste Höhle Europas und die zehntlängste der Welt. Wasser hat das verästelte, über mehrere hundert Höhenmeter verlaufende Höhlensystem aus Kalksteinen des Helvetikums herausgelöst.

960 meter

Wasser im Muschelkalk

Die Karbonatgesteine des Muschelkalks bilden in der Nordschweiz einen wichtigen Tiefengrundwasserleiter. Der Muschelkalk ist beispielsweise für die Thermalwässer von Baden und Bad Schinznach von Bedeutung.

2 meter

Quartär

Das Quartär ist der jüngste Zeitabschnitt der Erdgeschichte. Geprägt wurde er durch einen Wechsel von Kaltzeiten und Warmzeiten. Dabei wurden weite Teile der Schweiz landschaftlich und morphologisch geprägt. Viele Landschaftsformen lassen sich auf eiszeitliche Einwirkung zurückführen; dazu zählen Täler, Seen oder Moränen. Die Eiszeit endete vor ca. 12’000 Jahren.

30 meter

Molasse

Die Alpen hoben sich vor zirka 35 bis 12 Millionen Jahren zeitweise schnell. Flüsse brachten viel Erosionsschutt aus den Alpen in das Molassebecken. Kies lagerte sich vor allem am Alpenrand ab. Sand sammelte sich in Flussrinnen (in der Zeichnung als «Zungen» dargestellt) und Schlamm auf Überschwemmungsebenen an. Zeitweise war das Molassebecken sogar von einem Meer bedeckt, in das die Flüsse ihre Fracht abluden. Aus Kies entstand Nagelfluh, aus Sand Sandstein und aus Schlamm Mergel. Diese Ablagerungen wechselten sich rasch ab, weshalb die Gesteine sehr variabel sind.

200 meter

Bohnerz (Siderolithikum)

Das eisenhaltige Bohnerz wurde als Rohstoff in der Römerzeit und im Mittelalter abgebaut. Bis ins 19. Jahrhundert wurden Bohnerze vor allem in Südwestdeutschland und der Schweiz gefördert und deckten so teilweise den Eisenbedarf der damaligen Bevölkerung. Bohnerze bilden sich auf besondere Weise: Sie sind die Gesteine, die übrig bleiben, wenn Kalk durch Verwitterung gelöst wird.

400 meter

Effingen-Member

Das Effingen-Member entstand vor zirka 160 Millionen Jahren in einem Flachmeer. Die Gesteinsschicht bildete sich innerhalb eines Zeitraums von circa zwei Millionen Jahren. Tonreiche Mergel aus Tonmineralien und Kalk mit örtlichen Kalkbänken bilden diese Schichten. Das Gestein variiert in seiner Zusammensetzung und Dicke, die bis zu 260 Meter erreichen kann. Durch Tonminerale in den Mergeln besitzt das Effinger-Member eine Quellfähigkeit, die die Selbstabdichtung von kleinen Rissen ermöglicht. Das war einer der Gründe, warum das Gestein als mögliches Wirtgestein für ein geologisches Tiefenlager untersucht wurde.

465 meter

Hauptrogenstein

Die Gesteine der Hauptrogenstein-Formation sind überwiegend aus kleinen kalkigen Kügelchen aufgebaut. Der Name Rogenstein wird deshalb verwendet, weil die Kugeln an Fischeier, den so genannten Rogen, erinnern. Solche Gesteine entstehen in tropischen Flachmeeren: Um ein Schalenbruchstück oder ein Sandkorn legen sich dünne Kalkschichten und so wachsen allmählich die Kügelchen.

495 meter

‘Brauner Dogger’

Die Tongesteinsabfolge 'Brauner Dogger' umfasst einen Gesteinsstapel von tonreichen, gering durchlässigen Gesteinsschichten, die vor zirka 171 bis 161 Millionen Jahren abgelagert wurden. Die tonreichen Einheiten besitzen ein Selbstabdichtungsvermögen, das dem des Opalinustons sehr nahe kommt. Die Gesteine des 'Braunen Doggers' sind unterschiedlich aufgebaut. Dies deutet auf ein Gebiet, in dem sich die Umweltbedingungen bei der Ablagerung änderten. Der 'Braune Dogger' wurde als ein mögliches Wirtgestein für ein Tiefenlager untersucht.

600 meter

Opalinuston

In der Nordschweiz und den angrenzenden Ländern ist Opalinuston verbreitet. Das zirka 110 Meter dicke, gleichmässig aufgebaute Schichtpaket hat seinen Ursprung in der Jurazeit vor rund 175 bis 170 Millionen Jahren. Damals war die Nordschweiz von einem flachen Meer bedeckt. Am Meeresboden lagerte sich sandiger Tonschlamm ab. Nach dessen Verfestigung entstand daraus der Opalinuston. Der Name stammt vom häufig darin enthaltenen Ammoniten «Leioceras opalinum». Opalinuston hat ein sehr gutes Selbstabdichtungs- und Isoliervermögen. Das Gestein ist als Wirtgestein für ein geologisches Tiefenlager für radioaktive Abfälle in der Schweiz bestimmt.

656 meter

Lias

Im Lias entstand vor etwa 180 Millionen Jahren der Posidonienschiefer. Er wird in der Schweiz auch Rietheim-Member genannt und ist ein dunkelgraues bis tiefschwarzes marines Ablagerungsgestein mit einem relativ hohen Anteil an organischem Material. Posidonienschiefer ist kein Schiefer im engeren Sinn, sondern lediglich ein fein geschichteter Tonstein. Im Posidonienschiefer blieben aufgrund des sauerstoffarmen Milieus zur Zeit der Ablagerung zahlreiche, sehr gut erhaltene Fossilien wie Fischsaurier erhalten.

810 meter

Keuper

Die Sedimente des Keupers wurden in der Nordschweiz überwiegend auf dem Land gebildet und weisen eine grosse Vielfalt auf: Mergel, Ton- und Sandsteine sowie Dolomit und Anhydrit. Die Landschaft war von Salzlagunen, Überschwemmungsebenen, Flusslandschaften, Flussdeltas und Stränden geprägt. An einigen Stellen enthalten die Sedimente Spuren von damaligen Wurzeln und ehemaliger Böden.

920 meter

Muschelkalk

Die Gesteine des Muschelkalks entstanden in flachen Meeresbecken und bestehen zum grössten Teil aus Tieren, die eine Schale oder einen Körper aus Kalk bildeten. Darunter fallen Muscheln, muschelähnliche Brachiopoden und Seelilien. In einem örtlich begrenzten Gebiet wurde zu dieser Zeit auch Salz abgelagert, das heute noch in Riburg und Schweizerhalle abgebaut wird.

970 meter

Buntsandstein

Die Nordschweiz war zur Zeit des Bundsandsteins eine festländische Senke, die durch eine Steppe und flache Hügel dominiert wurde. Die tiefsten Gebiete durchzogen ausgetrocknete Flüsse, so genannte «Wadis» (bedeutet Tal oder Fluss auf Arabisch). Seltene, aber heftige Regenfälle sorgten für eine Ablagerung von Erosionsschutt aus nahegelegenen Gebirgen.

1300 meter

Permokarbon

Die Sedimente des Permokarbons wurden in unterschiedlich tiefen Gräben abgelagert. In diesen Gräben bildeten sich Binnenseen, ausgedehnte Moore, Sümpfe, Flussrinnen und Schwemmebenen. In den Sedimenten sind Pflanzen und Fischreste erhalten, die zu den ältesten Fossilien der Schweiz gehören. In der Nordschweiz sind diese Gesteine praktisch nicht an der Erdoberfläche zu finden. Sie wurden aber in Sondierbohrungen der Nagra angetroffen.

1300 meter

Grundgebirge

Das Grundgebirge, wie es heute im Schwarzwald an der Oberfläche zu sehen ist, entstand vor etwa 300 Millionen Jahren. Es besteht im Wesentlichen aus Gneis und Granit. Diese Gesteine bilden im Jura und Mittelland den Untergrund, auf dem die späteren Gesteine abgelagert wurden. Nur in Laufenburg und Umgebung ist das Grundgebirge in der Schweiz nördlich der Alpen «aufgeschlossen», das heisst, es ist an der Oberfläche sichtbar.  

3000 meter

Permokarbon oder Grundgebirge?

Unter einem Teil der Nordschweiz ist im Untergrund der so genannte Permokarbontrog zu finden. Ob man bei einer Bohrung das kristalline Grundgebirge oder den Permokarbontrog antrifft, hängt vom Standort der Bohrung ab.

Durch Tiefe und Zeit

Willkommen zur «Reise durch Tiefe und Zeit»

Entdecken Sie den Untergrund der Nordschweiz bis in eine Tiefe von 5000 Metern. Was ist ein Plateosaurus? Wo findet man Posidonienschiefer? Und wie kam der «Hauptrogenstein» zu seinem Namen? Klicken Sie beim Runterscrollen einfach auf die Symbole. Beobachten Sie, wie sich je nach Tiefe Temperatur oder Alter der Gesteine ändern. Um mehr darüber zu erfahren, klicken Sie auf die Masseinheiten in der grauen Box am unteren Rand des Bildschirms. Viel Spass!

Hier endet unsere Reise. Wir hoffen, es hat Ihnen gefallen. Fragen? Schreiben Sie uns eine E-Mail: blog@nagra.ch. PS: Die Weiterreise zum Mittelpunkt der Erde wäre übrigens von hier aus noch über 6300 Kilometer weit.

Impressum

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Nagra, Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle

Hardstrasse 73
Postfach 280
CH – 5430 Wettingen
CHE-105.877.519 MWST
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