Glossar Erklärungen zu Themen, Geodaten und wie du sie erhebst
Ausgasung
Wenn Bodenschätzen wie Erdgas, Kohle, Erz oder Erdöl abgebaut werden, können Gase aus den Gesteinsschichten freigesetzt werden – vor, während und nach dem Abbauprozess. Dann spricht man von einer „Ausgasung“. Diese Gase können verschiedene Zusammensetzungen haben, darunter Methan und Kohlendioxid. Das Austreten von unterirdischen Gasen kannst du an der Tagesoberfläche vor allem an Veränderungen von Pflanzen oder in Form von Bläschen in Pfützen oder Gewässern beobachten.
In der Nähe des Allenfeldschachts bei Wiebelskirchen im Saarland treten Wasser und Gas aus dem Boden aus – zu sehen an der Bläschenbildung. ©THGA/Stefan Möllerherm
Bergschaden
Wenn unter Tage gearbeitet wird, führt das zu Bodenbewegungen an der Tagesoberfläche. Diese können auch Jahre später noch auftreten. Auch beim Tagebau, also wenn Rohstoffe oberflächennah abgebaut werden, können Absenkungen eine Folge sein. Es kann dazu kommen, dass Schäden an Bauwerken oder im Gelände selbst entstehen, beispielsweise in Form von Rissen oder Schieflagen.
Straßenschäden in der Nähe des ehemaligen Bergwerks Prosper-Haniel in Bottrop. ©THGA/Tobias Rudolph
Bodenbewegung
Wo unterirdische Ressourcen wie Erdöl, Erdgas oder Kohle gefördert oder untertägig gespeichert werden, entstehen im Untergrund Hohlräume. Dadurch verlieren die darüber liegenden Gesteins- und Bodenschichten ihre Stabilität und beginnen, sich nach unten zu bewegen. Auch nach dem Ende des Abbaus kann es einige Monate oder Jahre zu solchen Bodenbewegungen kommen. Diese können sich in Form von Rissen in Straßen äußern oder durch sichtbare Absenkungen im Gelände.
Professor Tobias Rudolph und Kolleg:innen vermessen eine Bodenabsenkung in Bottrop Kirchhellen. ©THGA/Marcin Pawlik
Fließgeschwindigkeit
Mit welcher Geschwindigkeit ein Fluss oder Bach fließt, kannst du mit dieser Methode messen: Du gibst einen schwimmenden Gegenstand, zum Beispiel einen Korken, ein Stöckchen oder Blatt, in das Wasser. Dann misst du die Zeit, die der Gegenstand benötigt, um eine bestimmte Strecke zurückzulegen. Die Länge der Strecke kannst du am Uferrand markieren. Anhand der gemessenen Zeit und der bekannten Streckenlänge kannst du die Fließgeschwindigkeit wie folgt berechnen:
|
Geschwindigkeit =
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Wegstrecke benötigte Zeit |
Zum Beispiel: Ein im Wasser treibendes Holzstück benötigt für eine Strecke von 10 Metern eine Zeit von 10 Sekunden. Die Geschwindigkeit beträgt also 1 Meter pro Sekunde – kurz 1 m/s. Das entspricht 3,6 Kilometern pro Stunde. Zur Umrechnung in km/h rechnet man die Geschwindigkeit also mal 3,6.
Die Fließgeschwindigkeit hängt von der Wassertiefe sowie dem Gefälle und der Beschaffenheit des Flussbettes ab. Daten zu Fließgeschwindigkeiten sind für die Forschenden des Forschungszentrums Nachbergbau relevant, da sie zeigen, ob ein Bach fließt und wie gut er fließt. Ein schnell fließender Bach deutet auf funktionierende Abflusssysteme hin.
Der Fluss Dinkel in der Nähe des Kavernenfelds Gronau-Epe. Durch die Salzförderung sind hier große Hohlräume in 1000 bis 1500 Metern Tiefe entstanden, in denen inzwischen Erdgas, Erdöl oder Helium gespeichert werden. ©THGA /Tobias Rudolph
Fördergerüst
Fördergerüste sind Wahrzeichen der Industriekultur. Man findet sie vor allem im Ruhrgebiet und im Saarland an früheren Bergwerkstandorten. Sie stehen über dem Bergwerksschacht und haben während des aktiven Bergbaus per Seiltrieb Rohstoffe, Bergleute und andere Lasten befördert.
Das Fördergerüst am Deutschen Bergbaumuseum in Bochum. ©THGA/Volker Wiciok
Für die Wissenschaftler:innen am Forschungszentrum Nachbergbau ist der allgemeine Zustand der Fördergerüste relevant, beispielsweise ob sie von Rost oder Grünspan befallen sind. Der Forschungsschwerpunkt „Materialwissenschaften“ beschäftigt sich nämlich mit dem Erhalt der Industriekultur.
Geländeoberfläche (Besonderheiten)
Manchmal sind auf der Geländeoberfläche Besonderheiten zu finden, die du nicht direkt einem Phänomen zuordnen kannst. Beispiele dafür sind Verfärbungen auf dem Boden, braune Stellen an Pflanzen oder eine kleinwüchsige Vegetation. Auch feuchte Stellen könntest du entdecken. Teilweise fällt ein Teil der Geländeoberfläche auch dadurch auf, dass gar keine Pflanzen wachsen und du nur einen offenen Boden siehst. Die Wissenschaftler:innen am Forschungszentrum Nachbergbau können solche Beobachtungen mit anderen Daten abgleichen und so relevante Informationen über den Boden oder den Untergrund gewinnen.
Luftaufnahme von Feldern in der Nähe von Hamm aus dem Jahr 2022. In diesem Fall sind die kreisrunden Verfärbungen der Vegetation Anzeichen für Ausgasungen. ©Geoportal Ruhr
Gewässerverlauf
Der Lauf von Flüssen und Bächen kann sich über das Jahr hinweg verändern. Gründe dafür können Starkregenereignisse, Hitzeperioden, aber auch Bodenbewegungen sein, die der Bergbau ausgelöst hat. Für die Forschenden gibt ein neuer Gewässerverlauf also Rückschlüsse auf Veränderungen im Untergrund, aber auch auf den Einfluss des Klimawandels.
Der Fluss Dinkel in der Nähe des Kavernenfelds Gronau-Epe. Neben dem Gaskavernenspeicher liegen außerdem das Naturschutzgebiet Amtsvenn sowie ein Moorgebiet. ©THGA/Tobias Rudolph
Grubenwassereinleitung
Während des aktiven Bergbaus sickern Regenwasser und Grundwasser in das tieferliegende Grubengebäude ein und müssen fortlaufend abgepumpt werden. Nach Ende des Abbaus lässt man das Grubenwasser in den Schächten und Strecken unter Tage kontrolliert ansteigen und hält damit das Grubenwasser auf einem bestimmten Niveau, bei dem es nicht mit trinkwasserführenden Schichten in Kontakt kommt. Das Wassermanagement und die Grubenwasserhaltung zählen zu den sogenannten „Ewigkeitsaufgaben“ des Steinkohlenbergbaus. Das Grubenwasser wird dann über Rohre in einen nahegelegenen Fluss eingeleitet. Dies unterliegt strengen Kontrollen und das Grubenwasser wird bei Bedarf vor der Einleitung gereinigt.
Einleitung von Grubenwasser aus der ehemaligen Zeche Münster in die Harpener Teiche in Bochum. ©THGA/FZN
Halde
Eine Halde ist ein Hügel, der durch das Aufschütten von Material entsteht, das bei der Rohstoff-Förderung anfällt. Meist handelt es sich dabei um Restprodukte des Abbaus, den sogenannten Abraum. Es kann aber auch eine Anhäufung von Abbauprodukten aus Kohle oder Erz sein. Nach der Fertigstellung werden die Halden mit Schutzschichten und Wachstumsschichten abgedeckt, auf denen dann Gras oder andere Pflanzen wachsen. Manchmal wandelt sich die Vegetation, wenn sich der Untergrund verändert. Dies kann mit fehlendem Niederschlag, aber auch mit Bewegungen im aufgeschütteten Untergrund zusammenhängen.
Auf der Halde Haniel in Bottrop sieht man neben einzelnen Pflanzen auch die Kunstinstallation „Totems“. ©THGA/Marcin Pawlik
Die Wissenschaftler:innen am Forschungszentrum Nachbergbau benötigen diese Beobachtungen, um Rückschlüsse auf den Zustand der Halde ziehen zu können.
Hochwasser
Man spricht von „Hochwasser“, wenn der Wasserstand eines Gewässers einen festgelegten Schwellenwert erreicht oder überschritten hat. In Gebieten mit Bodenbewegungen sind Hochwässer in der Ausdehnung größer als in Gebieten ohne Bodenbewegungen. Daher ist es wichtig, die Ränder von Hochwässern zu dokumentieren, um zu verstehen, wie groß die Einflussbereiche sind.
Der Pfingstsee in der Kirchhellener Heide bei Bottrop ist ein Bergsenkungssee – entstanden durch einen Wasseranstieg in Bodensenkungen nahe der ehemaligen Zeche Prosper-Haniel. ©THGA/Marcin Pawlik
Aus dem Mundloch des Franziska Erbstollens in Witten fließt Grubenwasser. Als dieses 2015 plötzlich versickert ist, fand man heraus, dass die Stollendecke eingebrochen war und das Wasser sich einen anderen Weg gesucht hat – rauf auf die vielbefahrene Bundesstraße. Sanierung und Umbau haben rund eine Millionen Euro gekostet. @THGA/Volker Wiciok
Mundloch
Ein Mundloch ist der ebenerdige Eingang zu einem Bergwerk oder einem Bergwerksstollen. Es kann in verschiedenen Formen und Größen vorkommen, abhängig von der Art des Bergbaus und den örtlichen Gegebenheiten. Manche Mundlöcher sind einfach ein Loch am Berghang, andere haben einen stabilen Ausbau und sind zum Beispiel mit einer Tür oder einem Tor gesichert.
Um Unfälle und Gefahren zu minimieren, werden Mundlöcher speziell gesichert. Dazu sind ehemalige Bergwerksbetreiber oder zuständige Behörden in Deutschland verpflichtet. Bitte achte darauf, alle angegebenen Sicherheitsmaßnahmen vor Ort einzuhalten, wenn du uns als Umweltkumpel unterstützt!
Was die Forschenden interessiert ist, wo sich Mundlöcher befinden und in welchem Zustand sie sind. Ebenso nützlich sind Informationen darüber, ob sich der Ausfluss von Grubenwasser über das Jahr verändert – oder ob plötzlich gar kein Wasser mehr austritt. Das könnte nämlich bedeuten, dass der wasserführende Stollen Schadstellen hat, sich das Wasser im Grubenbau staut oder andernorts austritt.
Nachnutzung
Auch nachdem der Bergbaubetrieb eingestellt wird, bestehen die Industrieflächen und Schächte weiterhin fort. Was macht man mit diesen Standorten? Damit beschäftigen sich die Forschenden des FZN und entwickeln Konzepte für eine nachhaltige Nachnutzung. Ziel ist es, die wirtschaftlichen, sozialen und ökologischen Auswirkungen des Bergbaus zu mildern und die Flächen sinnvoll weiterzuverwenden. Die genaue Art der Nachnutzung hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Standortbedingungen und lokale Interessen.
Hier sind einige Beispiele:
- Renaturierung und Landschaftsgestaltung: Viele Bergbauareale sind heute naturnahe Lebensräume. Wo früher Kohle abgebaut wurde, finden sich heute Parks und Erholungsgebiete oder künstlich angelegte Wasserflächen. Ziel ist es, Flora und Fauna möglichst wiederherzustellen.
- Landwirtschaftliche Nutzung: In einigen Fällen werden ehemalige Bergbauflächen für landwirtschaftliche Zwecke verwendet, nachdem sie sorgfältig gereinigt und aufbereitet wurden. Beispielsweise können dort Nutzpflanzen angebaut oder Vieh gehalten werden.
- Industrielle oder gewerbliche Entwicklung: In anderen Bergbauarealen siedeln sich Industrie- oder Gewerbeunternehmen an. Dies kann dazu beitragen, neue wirtschaftliche Möglichkeiten in der Region zu schaffen.
- Erholung und Tourismus: Einige ehemalige Bergbauflächen werden zu touristischen Attraktionen umgestaltet. Dies können Wanderwege, Info-Zentren, historische Stätten oder besondere Events aus Kunst und Kultur sein.
- Energieerzeugung: Auf ehemaligen Bergbauflächen können auch erneuerbare Energieprojekte wie Solarkraftwerke oder Windparks errichtet werden.
Das Gelände des UNESCO-Welterbes der Zeche und Kokerei Zollverein in Essen ist heute ein touristisches Zentrum mit Besucherzentrum, Museen, einem Denkmalpfad und diversen Veranstaltungen. ©THGA/Tobias Rudolph
Pflanzen
Wir interessieren uns für Pflanzen, die im Umkreis von ehemaligen Bergwerken wachsen. Wenn du an einem Ort z. B. eine Ansammlung sogenannter Zeigerpflanzen, auch „Indikatorpflanzen“ genannt, findest, kann das ein Hinweis auf bestimmte Eigenschaften des Bodens sein. Pflanzen und Bäume haben bestimmte Vorlieben und wachsen deshalb nur auf Böden, die zu ihren Ansprüchen passen. Zum Beispiel wachsen Brennnesseln sehr gerne auf stickstoffreichen Böden, Maiglöckchen mögen kalkhaltige Böden und das seltene Gelbe Galmei-Veilchen gedeiht sogar nur auf den schwermetallhaltigen Böden in der Umgebung von Aachen. Die Gattung und Art der Pflanzen lassen also Rückschlüsse auf die Bodenbeschaffenheit zu, welche am Forschungszentrum Nachbergbau überwacht wird. Eine Übersicht über verschiedene Zeigerpflanzen gibt zum Beispiel das Magazin der App Fryd für ökologischen Gemüseanbau.
Scharbockskraut bevorzugt feuchte und stickstoffhaltige Böden. Hier wächst es in einem Naturschutzgebiet an der Boye in Bottrop. ©THGA/FZN
Quellschüttung / Quelle
Eine Quellschüttung ist die Menge an Wasser, die aus einer Quelle fließt. Sie ist ein wichtiger Faktor für die Beurteilung von natürlichen Wasserressourcen. Du kannst die Wissenschaftler:innen am Forschungszentrum Nachbergbau als Umweltkumpel unterstützen, indem du in regelmäßigen Abständen Fotos von Quellen nahe ehemaligen Bergbauregionen machst. Damit können die Forschenden Rückschlüsse auf das Grundwasser im Untergrund ziehen.
Quellteich der Emscher bei Holzwickede. ©THGA/Christian Melchers
Renaturierung
Man spricht von „Renaturierung“, wenn ehemalige Bergbauflächen ökologisch neugestaltet werden, um sie in einen natürlichen oder naturnahen Zustand zurückzuführen. Renaturierung ist ein entscheidender Prozess, um negative Auswirkungen von Eingriffen in die Natur zu minimieren und die betroffenen Ökosysteme wiederherzustellen.
Für unsere Forschenden können Umweltkumpel solche Prozesse dokumentieren, indem sie die Renaturierung von Gewässern festhalten und über den Jahreslauf zeigen, ob sich die Pflanzengesundheit verändert.
Nachdem dort früher Abwasser floss, hat die Emschergenossenschaft die naturnahe Renaturierung der Boye 2023 abgeschlossen. ©THGA/Cinja Bösel
Dokumentation eines Risses an einem Gebäude mithilfe von Setzungsmarken. ©FZN/Tobias Rudolph
Riss
Risse an Gebäuden und in Straßen können ein Resultat von Bergbau-Aktivitäten sein. Indem du sie fotografisch dokumentierst, kann man solche Risse und ihre mögliche Ausbreitung überwachen. Dabei ist es ratsam, den Riss aus verschiedenen Blickwinkeln sowie mehrfach und regelmäßig zu fotografieren, um Veränderungen im Laufe der Zeit feststellen zu können.
Darüber hinaus können auch Vermessungstechniken helfen, die genauen Dimensionen von Rissen zu erfassen. Forschende nutzen dazu beispielsweise Laserscanner oder andere feinmechanische oder elektrische Messinstrumente. Umweltkumpel nehmen alternativ einen Zollstock oder ein Maßband zur Hand. Die Dokumentation hilft den Wissenschaftler:innen dabei, zu entscheiden, wo sie weitere Vermessungen und Beobachtungen durchführen können.
Rostschaden
Das Forschungszentrum Nachbergbau interessiert sich für den Erhalt der Industriekultur. Dafür müssen Veränderungen am Material von Bauwerken rechtzeitig erkannt und beobachtet werden. Rostschäden gehören zu den häufigsten umweltbedingten Materialveränderungen.
Mit deiner Dokumentation von Rostschäden machst du Wissenschaftler:innen darauf aufmerksam, wo es sich lohnt, genauere Aufnahmen zu machen, beispielsweise mithilfe von Drohnen mit Spezialsensoren. Auf diese Weise hilfst du als Umweltkumpel, die Monumente des industriellen Zeitalters als prägende, identitätsstiftende Landmarken für die Zukunft zu erhalten.
Wasserlinienkorrosion an einem Ausgleichsbehälter im UNESCO Weltkulturerbe Kokerei Zollverein in Essen. ©THGA/FZN
Schacht, ehemaliger
Wer an Rohstoffe unter der Erdoberfläche gelangen will, braucht einen Zugang in den Untergrund: Dazu wird ein Schacht ausgehoben, oder in der Bergmannssprache „abgeteuft“. Dieser verbindet die unterirdische Schicht, die Rohstoffe trägt, mit der Erdoberfläche. Durch den Schacht werden während des aktiven Bergbaus das geförderte Material und auch die Bergleute befördert.
Die Wissenschaftler:innen am Forschungszentrum Nachbergbau interessieren sich dafür, wie stillgelegte Schächte heute aussehen. Gibt es Veränderungen an der Schachtabdeckung oder im direkten Umfeld?
Schachtdeckel des Karl Rudolf Schachts in Bad Bentheim. Hier wurde bis ins 19. Jahrhundert Asphaltit-Bergbau betrieben. ©THGA/Tobias Rudolph
Vegetationsschaden
Eine Folge des Bergbaus können Bodenbewegungen, Veränderungen des Wasserspiegels und der Mineralisation von Gewässern sein. Diese wiederum können Auswirkungen auf die umliegende Vegetation haben. Mineralstoffe gehören neben Wasser und Sonnenlicht zu den wichtigsten Voraussetzungen dafür, dass Pflanzen wachsen. Wenn von diesen Pflanzennährstoffen nicht mehr genug im Wasser vorhanden sind, hat das negative Folgen für Wachstum und Entwicklung der Pflanzen in der Nähe. Auch ein Anstieg des Wasserstandes führt oftmals zu einem Absterben der Pflanzen im Umfeld. Beobachtungen dazu, wo solche Schäden auftreten und wie schwerwiegend sie sind, beziehungsweise welche Ausmaße sie haben, helfen den Wissenschaftler:innen dabei, Rückschlüsse auf Veränderungen der Wasserverteilung im Nachbergbau-Gebiet zu ziehen.
Der Pfingstsee in der Kirchhellener Heide bei Bottrop ist ein Bergsenkungssee – er ist durch Absenkungen des Bodens wegen des ehemaligen Steinkohlebergbaus in der nahegelegene Zeche Prosper-Haniel entstanden. Einige Bäume haben den Wasseranstieg nicht überlebt. ©THGA/Marcin Pawlik
Sanierter Wandzerrungsriss in einem Schulgebäude in Bottrop-Kirchhellen. ©THGA/Marcin Pawlik
Veränderung an Gebäuden
Auch wenn der Bergbau schon lange beendet ist, kann er noch Bodenbewegungen verursachen. Diese können wiederum Veränderungen an Gebäuden im Umkreis hervorrufen. Dazu zählen beispielsweise Schrägstellungen, Zerrungen oder Pressungen.
Vernässung
Fachleute sprechen von Vernässung, wenn der Boden über einen längeren Zeitraum einen ungewöhnlich hohen Wassergehalt hat, oder sich das Wasser auf einer Bodenfläche bereits sichtbar staut. Dies hat auch Auswirkungen auf die Pflanzenwelt und die allgemeine Beschaffenheit des Erdbodens.
Eine Vernässung kann in Zusammenhang mit Bergbau stehen oder Hinweise auf eine Änderung des Niederschlags zu bestimmten Zeiten geben.
Vernässung auf einem Feld im Senkungsgebiet des ehemaligen Bergwerks Prosper-Haniel bei Bottrop. ©THGA/Cinja Bösel
Wasserführung von Bächen
Ein Bach kann zu verschiedenen Zeitpunkten und Jahreszeiten unterschiedlich viel Wasser führen. Solche Veränderungen zu dokumentieren, hilft den Forschenden des Forschungszentrums Nachbergbau dabei, Rückschlüsse auf die natürlichen oder bergbaubedingten Abflussbedingungen zu ziehen.
Am besten protokollierst du diese, indem du in regelmäßigen Abständen denselben Bach an derselben Stelle fotografierst oder, falls das gefahrlos möglich ist, mit einem Zollstock den Wasserstand misst.
Aus dem Senkungsgebiet des ehemaligen Bergwerks Prosper-Haniel in Bottrop wird Wasser durch den Fluss Boye in Richtung Emscher gepumpt. ©THGA/FZN
Zechensiedlung
Das Forschungszentrum Nachbergbau interessiert sich auch für die kulturellen Aspekte des Nachbergbaus. Dazu gehört unter anderem, was mit den Orten, wo früher Bergleute gearbeitet und gewohnt haben, heute passiert. Zechensiedlungen sind ein Wahrzeichen der bergbaulichen Kultur. Wir freuen uns über deine Fotos von solchen Standorten.
Die Zechensiedlung Teutoburgia in Herne steht unter Denkmalschutz. Arnoldius, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons