Erforschung von Materialverhalten von Glas und von physikalischen Prozessen beim Hydrofracking
02.02.2016
Die Geophysik an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist am internationalen Doktorandennetzwerk "Complex Rheologies in Earth Dynamics and Industrial Processes" (CREEP) beteiligt und erhält dafür von der EU Fördergelder für zwei neue Doktorandenstellen. Bei CREEP arbeiten zehn akademische Einrichtungen aus sechs europäischen Ländern und elf Partner aus der Industrie zusammen, um jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern eine Plattform für ihre Ausbildung und Karriereentwicklung zu bieten. Die 16 Nachwuchswissenschaftler befassen sich in ihren Forschungsarbeiten mit dem komplexen mechanischen Verhalten von Erdmaterialien und der Bedeutung für geodynamische und industrielle Prozesse wie zum Beispiel für die Herstellung von Glas.
Materialverhalten von Glas bei sehr hohen Drücken
An der JGU wird eine Doktorandenstelle eingerichtet, die sich mit dem Materialverhalten von Glas bei sehr hohen Drücken befasst. "Glas wird lokal hohen Drücken ausgesetzt, wenn es gekratzt wird, wie zum Beispiel mit einem Schlüssel auf der Handy-Oberfläche", erklärt Prof. Dr. Boris Kaus vom Institut für Geowissenschaften der JGU den Alltagsbezug. "Das Materialverhalten von Glas unter solchen Bedingungen ist nicht gut bekannt, es dürfte aber ähnlich sein wie das von Gestein tief im Erdinnern." Die Untersuchung des Materialverhaltens von Glas wird in Kooperation mit dem Hochdrucklabor am Institut für Geowissenschaften unter Leitung von Dr. Stephan Buhre, mit der in Mainz ansässigen Firma Schott AG und dem Centre National de la Recherche Scientifique in Montpellier, Frankreich, erfolgen
Als Teamleiter der Arbeitsgruppe Geophysik und Geodynamik an der JGU interessiert Kaus vor allem, wie geologische Prozesse im kleinen wie im großen Maßstab vor sich gehen. Die Gruppe arbeitet dazu mit mathematischen und numerischen Modellen.
Dreidimensionales Computermodell für Hydrofracking
Das zweite Projekt befasst sich mit Hydrofracking, einer Methode, um die Permeabilität des Gesteins zu erhöhen, etwa um Erdwärme zu nutzen. Hier ist die Aufgabe der neuen Doktorandenstelle, ein dreidimensionales Computermodell zu entwickeln, das diesen Prozess in geologisch komplexen Gebieten beschreibt. "Es wird viel über Geothermie gesprochen, aber wir müssen die Physik der Vorgänge im Untergrund noch wesentlich besser verstehen", so Kaus. Bei diesem Thema kooperiert die JGU mit dem Institut für geothermisches Ressourcenmanagement (igem) in Bingen, mit der Gesellschaft für Materialprüfung und Geophysik mbH (GMuG) in Bad Nauheim und mit der University of Bristol in Großbritannien.
Das Doktorandennetzwerk CREEP bietet für die insgesamt 16 beteiligten Nachwuchsforscher neben den praktischen Forschungsarbeiten auch Kurse an, um ihre Fähigkeiten in den Bereichen Organisation, Management und Netzwerkbildung zu verbessern. Außerdem werden die Teilnehmerinnen und Teilnehmer temporär bei den industriellen Partnern vor Ort sein und dadurch die Bedeutung der Forschung für den privaten Sektor besser verstehen lernen. Die Förderung der EU erfolgt im Rahmen der Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Networks (ITN), mit denen strukturierte Doktorandenausbildungsnetzwerke für vier Jahre finanziert werden.