Thermalquellen und Thermalwasser

Wasser kann mit verschiedenen Temperaturen an die Erdoberfläche gelangen. Bei Wasser, das mit einer Temperatur von mehr als 20°C zutage tritt, wird von Thermalwasser und Thermalquellen gesprochen.

Inhaltsverzeichnis

Definition Thermalwasser
Entstehung von Thermalquellen
Erwärmung unter der Erdoberfläche
Mineralstoffe und Spurenelemente im Thermalwasser
Thermalwasser in der Medizin
Thermalwasser als Energiequelle
Thermalquellen in Deutschland

Definition Thermalwasser

Die Definition von Thermalwasser ist nicht wie Mineralwasser in der „Verordnung über natürliches Mineralwasser, Quellwasser und Tafelwasser (Mineral- und Tafelwasser-Verordnung) festgehalten, sondern im Deutschen Bäderbuch von 1907.

Bild 1: Thermalquellen in Rotorua/Neuseeland (Foto: Robert F.)

In diesem Fachbuch der Bäderkunde (Balneologie) wird Thermalwasser einschließlich dazugehörender Quellen zweifach definiert: geologisch und allgemeingebräuchlich.

In der Geologie ist „als eine Therme jede Quelle zu bezeichnen, deren Temperatur höher ist als die mittlere Jahrestemperatur des betreffenden Gebietes“.
Das Bäderbuch führt weiter an, dass sich dabei auf die Bodentemperatur 20 bis 30 cm unterhalb der Bodenoberfläche zu beziehen ist. Nachteil dieser Definition ist, dass die Temperaturen im Boden nicht nur jahreszeitlichen Schwankungen (Sommer versus Winter) unterliegen, sondern auch der Lage. Während in Regionen der Erde Böden teilweise oder ganzjährig gefroren sind (Permafrost), verzeichnen die Böden der Länder nahe dem Äquator oder in Vulkangebieten im Vergleich bereits in wenigen Zentimetern Tiefe höhere Werte auf dem Thermometer. Deshalb hat es sich eingebürgert, Thermalquellen nach der Auffassung der Balneologie zu charakterisieren. Demnach sind Thermen „alle Quellen, deren Temperatur 20°C übersteigt, als warme Quellen zu bezeichnen“.

Bild 2: Thermalquellen in Rotorua/Neuseeland (Foto: Robert F.)

Entstehung von Thermalquellen

Wie aus der Silbe „thermal“ hervorgeht, sind Thermalquellen warme Quellen. Die Wärme wird ursächlich mit zwei Faktoren begründet:

Lage des Wassers in der Erdkruste
vulkanische Aktivitäten

Voraussetzung für die Entstehung von Thermalwasser ist Grundwasser, das unter oder nahe der Erdoberfläche natürlich erwärmt wird. Vereinfacht ausgedrückt entsteht Grundwasser, indem Niederschlagswasser in den Boden oder Gesteinsspalten eindringt, soweit zirkulierend versickert bis es auf grundwasserstauende Schichten (Tone, Schiefer) trifft.

Auf dem Weg durch den Untergrund werden entsprechend der Löslichkeit der dort vorhandenen Gesteine und Minerale verschiedene Mineralstoffe und Spurenelemente im Wasser gelöst. Hieraus ergibt sich eine regional individuelle Mineralisierung, die einem Fingerabdruck der örtlichen Geologie gleicht.

Erwärmung unter der Erdoberfläche

Je nachdem, wie der Untergrund beschaffen ist, kann das Sickerwasser bis in Tiefen einiger 100 Meter bis Kilometer eindringen. Der Weg des Wassers wird dabei von Grundwasserleitern, Spalten und Klüften bestimmt. Mit immer zunehmender Tiefe der Erde verbunden ist ein genereller Temperaturanstieg. Die Bereiche der Erdkruste, in denen Thermalwasser zirkuliert, erreichen in 65 km bis zu 1000°C.

Ob das Wasser als natürliche Thermalquelle an das Tageslicht gelangt, ist neben den geologischen Gegebenheiten wesentlich vom hydrostatischen Druck und dem Gehalt an auftreibenden Gasen abhängig. Häufig sind die Voraussetzungen eines natürlichen Wasseraustritts nicht gegeben, weshalb künstliche Brunnen bzw. Förderanlagen angelegt werden.

Anders gestaltet sich die Situation in den weltweiten Vulkangebieten. Die Wärme aus dem Inneren der Erde ist durch anhaltende vulkanische Aktivitäten direkt an der Oberfläche zu spüren oder bedarf nur wenigen Metern Tiefe, um die Wärme wahrzunehmen. Das Wasser erreicht bei Quellaustritt Temperaturen nahe dem Siedepunkt; erscheint deshalb auch köchelnd an der Erdoberfläche. Thermalquellen am Meeresgrund – Schwarze und Weiße Raucher entlang der Mittelozeanischen Rücken – bilden kegelförmige Schlote, aus denen austretendes heißes Wasser wolkenartig auf kühleres Meerwasser trifft.

Mineralstoffe und Spurenelemente im Thermalwasser

Aufgrund der Herkunft und Entstehung von Thermalwasser ist dieses mit gelösten Mineralstoffen und Spurenelementen sowie gasförmigen Bestandteilen angereichert. Neben Chloriden, Jodiden, Radon, Mangan, Magnesium, Calcium, Eisen, Bor, Kieselsäure, Zink, Sulfaten, Phosphaten, Radon und Lithium sind Kohlensäure, Schwefelwasserstoff, Stickstoff und Kohlenwasserstoff enthalten. Besonders die Schwefelverbindungen sind einfach durch den Geruch nach faulen Eiern wahrzunehmen.

Durch die Mineralisierung der Thermalquellen bilden sich um diese mitunter mineralische Ablagerungen, sogenannte Sinter. Jene Verkrustungen sind ein Beleg für die hohen Gehalte an Mineralstoffen im Thermalwasser, können aber auch historisches Zeugnis für frühere Quellaktivitäten versiegter Quellen sein. Im Normalfall sind die Versinterungen von weißer Farbe; durch Algen und Bakterien oder Metalle können die Minerale auch blau, rot, grün, gelb, rot oder orange gefärbt sein.

Thermalwasser in der Medizin

Der Mensch erkannte schon früh das Potential von Thermalquellen. Viele Thermalquellen waren den Römern schon vor über 2000 Jahren als Kur- und Badeorte bekannt, zum Beispiel Bath in England oder Baden in der Schweiz, damals Aquae Helveticae genannt. Damals wie heute dienen Thermen der Entspannung, kosmetischen oder medizinischen Anwendungen – sowohl innerlich als auch äußerlich angewendet. In medizinischen Studien konnten nachgewiesen werden, dass die Bestandteile von Thermalwasser Entzündungen hemmen, die Haut beruhigen und eine reizlindernde Wirkung haben, was bereits durch die Verwendung von bspw. Thermalwasserspray erreicht wird.

Thermalwasser als Energiequelle

Daneben wird aus Thermalquellen elektrische Energie gewonnen. In Island kann so bspw. die Beheizung von Treibhäusern und Gehwegen auch im Winter sichergestellt werden.

Thermalquellen in Deutschland

Interessant ist die Verteilung der Thermalquellen zur Energiegewinnung in Deutschland. Die meisten Standorte befinden sich im tektonisch aktiven Oberrheingraben. Grund dafür ist der geothermische Tiefengradient: während im Oberrheingraben die Temperatur pro Kilometer Tiefe um 110°C zunimmt, werden im Norddeutschen Tiefland 30°C Temperaturzunahme mit jedem Tiefenkilometer registriert.

Angelehnt an die Temperatur wird Thermalwasser in kata-, meso-, niedrig- und anothermales Wasser unterschieden.

Katathermales Wasser ist hochtemperiert – 300 bis 350°C – und typisch für Quellen mit aktivem Vulkanismus
Meso- oder mitteltemperiertes Wasser erreicht Temperaturen von 200 bis 300°C; der Niedrigtemperaturbereich heizt das Wasser auf 100 bis 200°C auf
Der anothermale Bereich zeigt bis zu 100°C auf dem Thermometer

Die Temperaturen der mitteleuropäischen Thermalquellen liegen im Niedrigtemperaturbereich – Bsp:

Wiesbaden (Deutschland) – 67°C
Aachen (Deutschland) – 74°C
Bad Radkersburg (Österreich) - 80°C
Bad Blumau (Österreich) – 107°C
Karlsbad (Tschechien) – 72°C
Baden (Schweiz) – 46°C

Thermalquellen, die geringere Wassertemperaturen als 200°C bewirken, sind mit Erdwärme der Tiefe oder ruhenden vulkanischen Tätigkeiten sowie der Lage zu Magmakammern, die erkaltet dennoch Restwärme abgegeben, zu erklären.

Weltweit werden die meisten Thermalquellen im Yellowstone-Nationalpark in den USA gezählt; gefolgt von Island und der russischen Halbinsel Kamtschatka. Weitere europäische Thermalwassergebiete befinden sich in der Schweiz, Deutschland, Frankreich (Vichy, Auvergne), Österreich (Thermenlinie Wien-Oberlaa, Mödling, Baden, Bad Vöslau, Bad Fischau), Tschechien (Karlsbad bzw. Karlovy Vary), Slowakei, Ungarn und Slowenien.

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Siehe auch:
- Zeolithe - Minerale im Einsatz gegen Radioaktivität
- Mineralwasser
- Erdbeben in Deutschland

Quellen:
www.blaue-lagune-island.de
www.karlovy-vary.cz/de/
www.geologieinfo.de
www.vulkane.net
vulkanland.at
www.bgr.bund.de
www.archive.org - Deutsches Bäderbuch
www.gastein-im-bild.info
www.geothermie-nachrichten.de
http://austria-lexikon.at
www.verenahof.ch
www.thermalbaden.ch
www.therme-thermen.de

⇒ Fotos mit Genehmigung von Robert F. - Robis Trip durch die Welt

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Letzte Aktualisierung: 29. November 2018