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(Auszug aus einem Brief von Herrn von Humboldt an Herrn Arago)
Sans-Souci, den 6. September 1843.
Da ich mich immer noch in der Hoffnung wiege, daß Du bald alle Beobachtungen veröffentlichen wirst, die Du mit so viel Sorgfalt und Mühe zusammen mit Herrn Dulong und Herrn Walferdin über den artesischen Brunnen von Grenelle gemacht hast, dachte ich, es könnte Dir angenehm sein, einige genaue Auskünfte über das Bohrloch zu bekommen, an dem man in Westfalen in Neu-Salzwerk, nahe bei Preußisch-Minden, noch arbeitet und das noch tiefer ist als der Brunnen von Grenelle. Die Daten, die ich hier notiere, verdanke ich Herrn von Oeynhausen, dessen geologische Arbeiten in Frankreich gewürdigt wurden und der selbst zur Verbesserung der Bohrinstrumente beigetragen hat. Zweck der Arbeiten in der Nähe der königlichen Saline Neu-Salzwerk ist die Erforschung eines Steinsalzlagers, beziehungsweise, falls kein solches Lager vorhanden ist, die Erforschung einer salzigen Quelle, die reicher ist als diejenige, welche man bisher verdampft hat. Das Bohrloch hatte Mitte April 1843 die Tiefe von
622 Metern
erreicht. Folglich befand sich der Bohrer, der die unteren Schichten des Lias durchdrang, 540 Meter unter dem Meeresspiegel, weil man 82 Meter als Höhe des Punktes berechnet, an dem die Arbeit begonnen worden ist, im Keuper, im südlichen Teil des kleinen Tals der Werra, die in die Weser fließt. Die Ausgaben sind hoch; sie betragen bis jetzt 178.700 Francs. Erwägt man aber die Kosten für die Verbesserung der Bohrinstrumente, so ist anzunehmen, daß die Tiefe von 622 Metern in einem Drittel der Zeit hätte erreicht werden können, und mit der Hälfte der Kosten. Bis zur Tiefe von 496 Metern nahm die Wassermenge nur geringfügig zu, sie schien von meteorologischen Ursachen abzuhängen; unterhalb von 496 Metern und vor allem in der Tiefe von 600 Metern gab es sehr viel Wasser, bemerkenswert durch seinen Aufstiegsdruck wie durch die ungeheure Menge an frei werdender Kohlensäure. Bei 622 Metern lag die Ausflußmenge bei 1.390 Litern (45 unserer Kubikfuß) pro Minute. Bis zur Tiefe von 960 rheinischen Fuß gab es in dem wenigen Wasser, das ausfloß, einen sehr deutlichen Unterschied zwischen der gemessenen Temperatur in der Tiefe und direkt am Ausfluß, 1 Meter unterhalb der Mündung des Bohrlochs. Bei 600 Fuß Tiefe zum Beispiel betrug die Temperatur am Ausfluß 12,5° Réaumur, im Loch selbst jedoch in der angegebenen Tiefe 15,7° Réaumur.
Es wurden beobachtet:
In der Tiefe Am Ausfluß
In 960 Fuß Tiefe.......... 17,2° Réaumur .............. 15° Réaumur
In 1004 Fuß Tiefe....... 18,3° Réaumur ........... 15° Réaumur
In 1042 Fuß Tiefe........ 22,0° Réaumur .............. 18° Réaumur
Wir geben die Zahlen so wieder, wie wir sie erhalten haben. Vielleicht sind Querklüfte die Ursache dieser Unterschiede gewesen. Je größer die erreichte Tiefe war, desto geringer wurden die Unterschiede zwischen der Ausflußstelle und der Tiefe. Man kann sogar vermuten, daß von dem Moment an, wo der Druck, die Menge und die Gewalt des Wassers so groß geworden sind, der Temperaturunterschied zwischen den beiden eben genannten Punkten fast gänzlich verschwunden sein muß. Die Aufstiegskraft des Wassers vom Grund ist so groß, daß das wenige und schwache Wasser aus den Querklüften weiter oben vollständig zurückgedrängt wird. Überdies sind die Wände des Bohrlochs so gleichmäßig erwärmt, daß die Abkühlung des aufsteigenden Wassers nur sehr gering kein kann.
Die mittlere Bodentemperatur in den oberen Schichten wird auf 10 Grad auf dem hundertteiligen Thermometer geschätzt. Da die Wassertemperatur am Ausflußpunkt (Wasser aus einer Tiefe von 621,6 m, Mitte April 1843)
31,25 Grad des hundertteiligen Thermometers
beträgt, ergibt sich daraus, daß der Temperaturanstieg in dem in Neu-Salzwerk gebohrten Brunnen
29,2 m auf 1 Grad des hundertteiligen Thermometers
betragen hat.
Wenn ich mich nicht irre, hast Du mit unserem Freund Herrn Walferdin in dem Borhrbrunnen von Grenelle bis zu einer Tiefe von 505 Metern 32 Meter pro Grad des hundertteiligen Thermometers gefunden. Von Mitte April bis Mitte April hat sich unser Brunnen von Neu-Salzwerk bis zu 644,50 m vertieft
: So ist die Wassertemperatur um fast 7/10 Grad des hundertteiligen Thermometers gestiegen. Die Menge des ausfließenden Wassers hat sich ebenfalls erhöht. Sie beträgt 54½ rheinische Kubikfuß pro Minute und enthält 4 Prozent Salz. Zwanzig Männer arbeiten an der Bohrung; in den ersten sieben Monaten des Jahres ist man um 160 Fuß vorangekommen.
Haben die Gebirgsarten oder die Höhe des Bodens einen deutlichen Einfluß auf den Anstieg der Temperatur? Es gibt noch sehr wenige vertrauenswürdige Beobachtungen, die unter ähnlichen Bedingungen gemacht wurden; ich darf Dich daran erinnern, daß die von Herrn de la Rive und Herrn Marcet 1837 veröffentlichten Ergebnisse auf einzigartige Weise mit denen von Neu-Salzwerk übereinstimmen, obwohl jene zweifellos mit weniger Präzision ermittelt wurden. Herr de la Rive findet für einen Brunnen von 221 Metern Tiefe mit einem Maximumthermometer von Bellani 0,875° der Réaumur-Skala für jede Vertiefung um 100 Fuß. Das ergibt, wenn ich richtig rechne,
29,6 m pro 1 Grad auf dem hundertteiligen Thermometer,
was nur 0,4 m mehr ist als in Neu-Salzwerk. Aber beim Brunnen von Prégny, in den die Herren de la Rive und Marcet ihr Thermometer gesenkt haben, liegt die Mündung 390 Meter höher als die des Brunnens von Neu-Salzwerk. Der erstere liegt 300 Fuß oberhalb des Genfer Sees, folglich ungefähr 493 Meter über dem Meeresspiegel, während Neu-Salzwerk kaum 100 Meter hoch liegt. Der Boden, in den die Bergwerke von Freiberg gegraben sind, unterscheidet sich in der Höhe über dem Meeresspiegel wenig von Prégny; ich berechne für Freiberg 420 Meter: aber die zweifellos sehr genauen Beobachtungen von Herrn Reich ergeben, wenn man die Mittel der verschiedenen in den Gneis gehauenen Gruben nimmt, 2,39° auf dem hundertteiligen Thermometer pro 100 Meter Tiefe, das heißt
41,8 m pro 1 Grad auf dem hundertteiligen Thermometer.
Die Beobachtung von Herrn Reich ist vielleicht nicht vergleichbar mit den drei Resultaten von Paris, Neu-Salzwerk und Genf, nämlich
32 Meter,
29,2 Meter,
29,6 Meter.
Das hieße, Gruben, die durch sehr breite Schächte und Erbstollen kommunizieren, mit artesischen Brunnen zu vergleichen; die Lokalität der letzteren scheint indes vorzuziehen. Hat die kalte Luft, die in die Gruben eintritt und nur schwer daraus entweicht, Einfluß auf das Gestein, in das die Thermometer gesenkt werden, und verursacht sie die Verlangsamung des Temperaturanstiegs? Herr von Oeynhausen schreibt in einer seiner Abhandlungen: „Ich bezweifle nicht, daß wir mit dem Gerät, das wir verwenden, bis zu einer Tiefe von 2.000 Metern gelangen könnten und weit darüber hinaus, wenn wir eine Dampfmaschine mit der Kraft von zwölf Pferden einsetzten. Die Kosten würden bei uns 300.000 Francs nicht übersteigen. Eine große Wassermenge mit hoher Temperatur wäre von großem Wert, und in unseren Gruben unternehmen wir Arbeiten, die erst in mehr als einem halben Jahrhundert beendet sein werden. Ein 2.000 Meter tief gebohrter Brunnen wäre in weniger als fünfzehn bis achtzehn Jahren fertig.“
Temperatur des Wassers aus dem artesischen Brunnen von Neu-Salzwerk in Westfalen