Exkursion Island 2025

Geothermie und Vulkanismus hautnah erleben

Im August 2025 begab sich eine Gruppe von Studierenden und Lehrenden des Instituts für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) auf eine geowissenschaftliche Exkursion nach Island. Ziel der Reise war es, eines der weltweit aktivsten geothermischen Gebiete vor Ort zu untersuchen und die theoretisch vermittelten Inhalte des Vulkanismus und der tiefen Geothermie unmittelbar im Gelände und an realen Anlagen zu erleben. Island bietet hierfür ideale Bedingungen: Nirgendwo sonst auf der Erde lassen sich die Phänomene der Plattentektonik, des Vulkanismus und hydrothermaler Prozesse sowie deren energietechnische Nutzung so unmittelbar und eindrucksvoll beobachten.

Island – Schnittstelle von Geodynamik und Energiewende

Island liegt auf dem Mittelatlantischen Rücken und ist die einzige sichtbare größere Landmasse, die aus dem Ozean herausragt. An dieser Stelle driften die nordamerikanische und die eurasische Platte auseinander, wobei kontinuierlich Mantelmaterial gefördert wird. Dieser Prozess wird von intensivem Vulkanismus begleitet. Zusätzlich wird die Region von einem tiefreichenden Mantelplume gespeist, welcher für außergewöhnlich hohe Magmaströme sorgt. Islands geodynamische Konstellation macht die Insel zu einem globalen Hotspot der Geothermie, sowohl in geologischer als auch in energiewirtschaftlicher Sicht.

Bereits zu Beginn der Exkursion wurde deutlich, dass die Nutzung von geothermischen Energiequellen in Island ein bedeutender und etablierter Bestandteil der nationalen Energieversorgung ist. Rund 90 % der Haushalte werden mit geothermischer Wärme beheizt, ein erheblicher Teil der Stromproduktion stammt aus geothermischen Kraftwerken. Den Teilnehmenden wurde somit die Möglichkeit geboten, das Thema der nachhaltigen Energiegewinnung nicht nur theoretisch zu diskutieren, sondern in einem funktionierenden Gesamtsystem zu erleben.

Eine der ersten Stationen der Exkursion war die Reykjanes-Halbinsel im Südwesten Islands. Das Gebiet befindet sich direkt an der aktiven Plattengrenze. Kennzeichnend sind Spaltensysteme, junge Lavafelder und in den geothermischen Gebieten durch heiße Quellen, Solfataren sowie der typische H2S-Geruch nach faulen Eiern. Die hohe tektonische Aktivität des Untergrundes sorgt für eine außergewöhnlich hohe Durchlässigkeit und damit für ideale Voraussetzungen für geothermische Systeme.

Vor Ort wurden die Zusammenhänge zwischen Dehnungstektonik, Dyke-Intrusionen und Wärmetransport diskutiert. Dabei stand im Vordergrund der Besuch des Kraftwerkes Svartsengi, welches hochenthalpie Fluide und Dampf aus der Tiefe fördert, während nur wenige hundert Meter entfernt frische Lavaströme ausfließen. Für die Studierenden wurde unmittelbar ersichtlich, dass natürliche Prozesse und technische Nutzung miteinander verknüpft sind. Ein weiterer Programmpunkt war der Ausflug in die Geisterstadt Grindavik, die durch die anhaltenden vulkanischen Aktivitäten verlassen wurde, wodurch eindrucksvoll die Kraft dieser Naturgewalt verdeutlicht wurde (Abb. 1). 

Ein besonders anschauliches Beispiel war der Besuch des Kraftwerkes Hellisheidi im Hengill-Gebiet. Hier wird Hochtemperatur-Geothermie nicht nur zur Stromerzeugung, sondern auch zur Wärmeversorgung eingesetzt. Mit einer Leistung von rund 130 MWth und 300 MWe versorgt die Anlage einen Großteil der Hauptstadtregion. Darüber hinaus wurde das Vulkansystem des Hengill durchwandert, welches die Grundlage für die Geothermiekraftwerke Hellisheidi und Nesjavellir liefert (Abb. 2). Bei strahlendem Sonnenschein hatten die Studierenden die Gelegenheit, eine Vielzahl kleiner geothermischer Gebiete zu bewundern, deren Farbenpracht durch Alterationsprozesse der Gesteine bedingt ist (Abb. 3).

Im Rahmen der Kraftwerksbesuche wurden den Teilnehmenden Einblicke in die Bereiche Bohrtechnik, Förderstrategien, Reinjektion und das langfristige Management geothermischer Reservoirs gewährt. Das Carbfix-Projekt ist ein einzigartiges Vorhaben in Island, das in den letzten Jahren einen neuartigen Ansatz zur Reduktion von CO₂ erfolgreich umgesetzt hat. Im Zuge dieses Prozesses wird CO₂, gelöst in Wasser, in basaltische Gesteine injiziert, wo es innerhalb sehr kurzer geologischer Zeiträume mineralisch gebunden wird. Island bietet mit seinen jungen, reaktiven Basalten ideale Voraussetzungen für diese Technologie. Für die Teilnehmenden wurde deutlich, dass die Nutzung von Geothermie einen Beitrag zur Lösung globaler Klimaprobleme leisten kann, der über den Aspekt der Energiegewinnung hinausgeht. Die Verbindung von geothermischer Infrastruktur und CO₂-Sequestrierung eröffnet neue Perspektiven für eine klimaneutrale Energieversorgung.

Island wird nicht umsonst als das Land aus Eis und Feuer bezeichnet. Durch die Interaktion von Feuer und Eis entstehen einzigartige Landschaftsformen und Naturschauspiele, ein Beispiel hierfür ist der größte europäische Gletscher, der Vatnajökull (Abb. 4). Ein Großteil der Gesteinsmasse Islands besteht aus Hyaloklastiten, die durch den Kontakt mit Wasser oder Eis erstarrt sind. Auch auf Island sind Veränderungen der Gletscherzungen zu beobachten, die auf die Auswirkungen des Klimawandels zurückzuführen sind. Am Diamantstrand treiben Eisblöcke in tiefem Blau aus dem Gletschersee direkt in das europäische Nordmeer. Vereinzelt werden sie vom Meer angespült und reflektieren das Licht der Sonne wie Diamanten auf einem schwarzen Strand (Abb. 5). Den Studierenden wurde nicht nur die Welt des Eises, sondern auch die des Feuers nähergebracht. Eine Tagesausflug führte in das isländische Hochland, vorbei am Nationalberg Herðubreið, mit dem Ziel Askja. Ein aktiver Zentralvulkan nördlich des Vatnajökulls verfügt über zwei Kraterseen. Die Askja ist Teil des gleichnamigen Vulkansystems und bildet gemeinsam mit ihren Calderen das Dyngjufjöllmassiv (Abb. 6). Bei anhaltendem Niederschlag, Nebel und Wind durchquerte die Gruppe den Krater bis zur Uferregion des kleineren Kratersees. Das Exkursionshighlight wurde zu einem patschnassen Abenteuer.

Im Nordosten des Landes, in der Umgebung der Fjorde, hatten die Studierenden die Möglichkeit, eine geologische Zeitreise anzutreten. An der Küste des Vestrahorns manifestiert sich die stetige Erosion in Form einer erstarrten Magmakammer, die Einblicke in die geologische Vergangenheit ermöglicht. Weiter nördlich an den Flanken der Fjorde sind Schwärme von Dykes zu beobachten, welche die darüberliegenden Lavaströme durchschlagen. Beide Phänomene sind für die außergewöhnlichen geothermischen Bedingungen in Island verantwortlich, wobei der zeitliche Abstand zwischen beiden Ereignissen mehrere hunderttausend Jahre beträgt.

Neben den geothermischen Besonderheiten bietet Island einen einzigartigen Einblick in die Welt des Vulkanismus. Ein Beispiel für diese besondere geologische Formation sind die ausgedehnten Basaltsäulen am Schwarzen Strand nahe Vík í Mýrdal (Abb. 7). Ihre Genese ist auf die langsame Abkühlung von Magmagängen in der Kruste zurückzuführen. Die charakteristische sechseckige Form entsteht durch thermische Schrumpfungsrisse, während die Säulen vertikal zur Abkühlungsfläche wachsen. Die Population der Papageientaucher zeigt sich von den menschlichen Aktivitäten unbeeindruckt, da sie die Säulen für den Nestbau nutzen und in großer Zahl beobachtet werden können.

Im Norden Islands wurde eines der bekanntesten Geothermiefelder in Krafla besichtigt. Das System ist direkt in der Caldera eines der Zentralvulkane gebaut und gilt als klassisches Hochtemperatur-Geothermiefelder. Im Verlauf des Besuchs wurde den Teilnehmenden ein Einblick in die Auswirkungen riftbezogener "Feuer-Episoden" ermöglicht. Dabei wurde verdeutlicht, dass es sich um Perioden sehr aktiven Vulkanismus und Tektonik handelt (Abb. 8). Diese werden von Erdbeben, Magmaintrusionen und Bodendeformation begleitet und beeinflussen das geothermische System nachhaltig. In diesem Kontext wurden die spezifischen Fragestellungen der tiefen Geothermie in besonderer Weise veranschaulicht. Wie verändert Magmenaufstieg die Permeabilität des Untergrunds? Welche Rolle spielen Störungen und Brüche für die Fluidzirkulation? Und wie lassen sich solche dynamischen Systeme sicher und wirtschaftlich nutzen?

Ein wiederkehrendes Thema der Exkursion war die Wechselwirkung zwischen geothermischen Fluiden und dem umgebenden Gestein in den geothermisch aktiven Gebieten (Abb. 9). Das eindrucksvollste Beispiel für diese geologischen Phänomene findet sich bei Krafla, wo Studierende einen vollständig alterierten Berg bewundern und erforschen konnten. Dort manifestieren sich alle charakteristischen Phänomene, wie etwa heiße Quellen, blubbernde Schlammpfützen, zischende Gasaustritte und natürliche Schwefelablagerungen. Alterationsminerale wie Zeolithe, Epidot oder Chlorit liefern Rückschlüsse auf die Temperatur, die chemischen Bedingungen und die Verweilzeiten von Fluiden. Diese Prozesse sind nicht nur aus geologischer Sicht von Interesse, sondern haben auch direkte Auswirkungen auf die technische Nutzung, beispielsweise durch Ausfällungen oder Korrosion.

Die Teilnehmenden erwarben Kenntnisse über den Einsatz geochemischer Analysen zur Bestimmung von Reservoirtemperaturen (Geothermometer) und die Rolle von Spurenelementen und Isotopen bei der Charakterisierung geothermischer Systeme. Die Implementierung dieser Methoden erweist sich als außerordentlich bedeutsam für die Realisierung von Projekten der tiefen Geothermie in Deutschland und Europa.

Island ist ein eindrucksvolles Beispiel für das Potenzial der Geothermie, wenn es um die Kombination von geologischen Kenntnissen, technischer Expertise und langfristigem Ressourcenmanagement geht. Die Exkursion im August 2025 hat diesen Zusammenhang verdeutlicht und gezeigt, welches Potential die Geothermie bietet. Island ist für das AGW nicht nur ein Exkursionsziel, sondern ein lebendiges Referenzmodell für Forschung, Lehre und nachhaltige Zukunftstechnologien (Abb. 10).