Das Labor Thermische Geophysik wird durch die Mitglieder der Arbeitsgruppe "Exploration Thermischer Geosysteme" betrieben. Wir sind eine aktive Forschungsgruppe, mit einer weiten Spannbreite laufender Forschungsprojekte die Bezug zum Erdtemperaturfeld haben. Um thermisches Parameter des Untergrundes zu bestimmen bringen wir verschiedenen Messmethoden zur Anwendung. Zur Bestimmung von Wärme- und Temperaturleitfähigkeit von Gesteinen und Geo-Materialien im Bereich zwischen -150°C und + 1.100 °C halten wir folgende Messsysteme bereit:
- optischer Scanner (Thermal conductivity scanner, TCS, transient, ambiente Laborbedingungen)
- Laser-Flash Analyse (LFA 457, transient, -150°C bis + 1100 °C)
- Nadelsonde / Linienquelle-Methode (MP2 mit TLS50/TLS100, transient, ambiente Laborbedingungen)
- Flächenquellen-Methode (TPS 1500, transient)
- Dilatometer (DIL L75 HD, for RHO, ambient, T up to 1000 °C)
Für Messungen unter kombinierten in-situ Druck- und Temperaturbedingungen entwickeln wir derzeit einen Laboraufbau auf Basis einer modifizierten Puls-Methode.
In Abhängigkeit vom Zweck der Messung und den anwendbaren Präparationsschritten, sind die geeignetsten Proben entweder Voll- oder Halbkerne. Aufschlussproben oder Cuttingproben können aber bei Bedarf ebenso verwendet werden. Zur Präparation der Gesteinsproben (sägen, bohren, polieren) können wir verschiedene Einrichtungen nutzen. Über die Jahre haben wir umfangreiche Erfahrungen bei der Präparation, Messung und wissenschaftlichen Verarbeitung von tausenden von sedimentären, magmatischen und metamorphen Gesteinen gesammelt. Diese können wir je nach Gesteinsprobe und Anwendungsfall für die Messungen mit verschiedenen Porenfluiden sättigen (Luft, Wasser, Formationsfluid, Heptan, Isooctan, etc.).
Wir stellen unsere Expertise im Rahmen wissenschaftlicher Kooperationen sowie als Service zur Verfügung. Suchen Sie mehr Informationen oder möchten Sie uns unterstützen?
- Fuchs, S., Norden, B., Peksa, R. (2024): Bohrlochgeophysikalische Messungen an den Geothermiebohrungen Gt Khn 1/88 und Gt Khn 2/87 (Karlshagen, MV).
- Fuchs, S., Norden, B., Peksa, R. (2024): GFZ Thermal Petrophysics Lab – Data Report 2024-01: Thermal properties of the shaly Jurassic (Upper Toarcian) formation at the Tournemire underground research lab (Tournemire, France).
- Norden, B., Virchow, L., Fuchs, S., Mitzscherling, J., Gravendyck, J., Zimmer, M., Saadat, A., Section Geomorphology, Sediment Lab (2023): The explorational drilling Gt BTrKoe 1/2021 in Berlin Adlershof, Germany - Field Data and Measurements.
- Fuchs, S., Förster, H.-J., Norden, B., Balling, N., Miele, R., Heckenbach, E. L., Förster, A. (2021): The thermal diffusivity of sedimentary rocks: empirical validation of a physically based α − ϕ relation. - Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 126, 3, e2020JB020595.
- Fuchs, S., Förster, H., Braune, K., Förster, A. (2018). Calculation of Thermal Conductivity of Low-Porous, Isotropic Plutonic Rocks of the Crust at Ambient Conditions From Modal Mineralogy and Porosity: A Viable Alternative for Direct Measurement?. - Journal of Geophysical Research 123(10): 8602-8614.
- Fuchs, S., Förster, H.-J., Braune, K., Förster, A. (2018): Calculation of thermal conductivity of low-porous igneous rocks from modal mineralogy.
- Schintgen, T., A. Förster, H.-J. Förster and B. Norden (2015). Surface heat flow and lithosphere thermal structure of the Rhenohercynian Zone in the greater Luxembourg region. Geothermics 56(0): 93-109.
- Ray, L., H.-J. Förster, A. Förster, S. Fuchs, R. Naumann and O. Appelt (2015). Tracking the thermal properties of the lower continental crust: Measured versus calculated thermal conductivity of high-grade metamorphic rocks (Southern Granulite Province, India). Geothermics 55(0): 138-149.
- Schütz, F., H.-J. Förster and A. Förster (2014). Thermal conditions of the northern Sinai Microplate inferred from new surface heat-flow values and continuous borehole temperature logging in central and southern Israel. Journal of Geodynamics 76: 8-24.
- Fuchs, S., F. Schütz, H.-J. Förster and A. Förster (2013). Evaluation of common mixing models for calculating bulk thermal conductivity of sedimentary rocks: correction charts and new conversion equations. Geothermics 47(-): 40–52.
- Schütz, F., B. Norden, A. Förster and D. Group (2012). Thermal properties of sediments in southern Israel: a comprehensive data set for heat flow and geothermal energy studies. Basin Research 24(3): 357-376.
- Fuchs, S. and A. Förster (2010). Rock thermal conductivity of Mesozoic geothermal aquifers in the Northeast German Basin. Chemie der Erde-Geochemistry 70(S 3).
Im Rahmen wissenschaftlicher Kooperationen oder Projekte haben wir oder jeweilge GastwissenschaftlerInnen Messungen für folgende Institute durchgeführt (Auswahl):
- Universität Bologna (Italien)
- Universität Aarhus (Dänemark)
- Technische Universität Darmstadt
- Dublin Institute for Advanced Studies (Ireland)
- University of Leads (UK)
- EAVOR (Kanada)
- Geomecon
- BGE
