Folgen des Tagebaus fernab der Grube: Satelliten belegen Bodensenkungen im Rheinland
Im Rheinischen Revier sinkt der Boden nicht nur innerhalb der Tagebaue ab. Satelliten haben großräumige Verformungen entdeckt, die Häuser und Infrastruktur gefährden. Ursache sind Grundwasserabsenkungen, welche die Gesteinsstrukturen des Bodens verändern.
Der Braunkohletagebau zwischen Aachen und Köln verändert die Landschaft, und zwar viel weiter, als die sichtbaren Gruben es erahnen lassen. Offenbar kann die Entwässerung der Tagebaue zu großräumigen Bodensenkungen führen und vorhandene Verwerfungen langsam reaktivieren. Das geht aus zwei neuen Studien hervor, die unter Beteiligung des GFZ Helmholtz-Zentrums für Geoforschung entstanden sind.
Betroffen sind insbesondere die Regionen um Hambach, Garzweiler und Inden. Dort könnten ungleichmäßige Setzungen und sogenannte Verwerfungsstufen dazu führen, dass an der Oberfläche Gebäude, Straßen und andere Infrastruktur beschädigt werden. Das läuft meist ohne spürbare Erschütterungen ab.
Unsichtbare Folgen des Kohleabbaus
Für den Abbau wird das Grundwasser großflächig abgesenkt, wodurch sich auch der Untergrund verändert. Grundwasserleiter können sich verdichten, während geologische Störungen unter veränderten Spannungsverhältnissen erneut aktiv werden.
„Die Entwässerung für den Tagebau verändert das hydrogeologische Gleichgewicht, schwächt die Stützstrukturen im Untergrund und schafft Bedingungen für ungleichmäßige Absenkungen und Verwerfungsbewegungen“, erklärt GFZ-Wissenschaftlerin Marzieh Baes. Ausschlaggebend ist demnach die Entfernung zu den Bergwerken, gefolgt vom sich verändernden Grundwasserspiegel.
Die Forschenden bedienten sich verschiedener Datenquellen: Satellitenaufnahmen, geologische und hydrologische Daten, Geländedaten und Informationen zu Bergwerken und Gebäudeschäden. Mit maschinellem Lernen bestimmten sie dann, welchen Einfluss die Faktoren jeweils haben, und erstellten Gefährdungs- und Risikokarten.
Eine zweite Studie untersuchte den European Ground Motion Service (EGMS), der Radardaten der Sentinel-1-Satelliten verarbeitet. Die seit 2015 aufgebaute Plattform erfasst Bodenbewegungen europaweit standardisiert. Messungen werden regelmäßig aktualisiert und kostenlos bereitgestellt. Rund um den Tagebau Hambach konnten die Wissenschaftler damit die genauen Verformungsmuster ermitteln.
„Dieses langsame Verwerfungskriechen aufgrund des Bergbauprozesses kann lokale Stufen in der Bodenoberfläche erzeugen und Verformungsmuster hervorrufen, die aus dem Weltraum deutlich erkennbar sind“, sagt GFZ-Forscher Mahdi Motagh, der an beiden Studien beteiligt war. Die EGMS-Ergebnisse wurden zudem mit hochauflösenden TerraSAR-X-Daten unabhängig überprüft.
Wenn Boden und Infrastruktur zusammentreffen
Die Studien zeigen, dass die Schäden nicht zufällig verteilt sind. Besonders anfällig sind Bereiche, in denen aktive Bodensenkungen auf Siedlungen und Infrastruktur treffen, vor allem in der Nähe der Tagebaue und entlang geologischer Verwerfungen.
„Georäumliche Analysen sind unerlässlich, um zu ermitteln, wo Bodenverformungen am wahrscheinlichsten auftreten, und um zuverlässige Risiko- und Anfälligkeitsbewertungen in der Region zu unterstützen“, sagt Dibakar Kamalini Ritushree, Leiterin der Studie, die in Engineering Geology veröffentlicht wurde.
Die Ergebnisse bilden die Grundlage für Überwachung, Planung und Katastrophenschutz. Künftige Untersuchungen sollen noch weitere Daten einbeziehen, etwa zu Bohrlöchern und Nivellierung, Minentiefe, Abbaugeometrie und der Verteilung von Abraum. Das könnte Risikomodelle genauer machen.
Zugleich plädieren die Wissenschaftler dafür, dass der EGMS schrittweise global ausgeweitet wird. Moderne Radartechnik und neue Big-Data-Verfahren könnten helfen, Bodenbewegungen künftig noch umfassender zu überwachen. Die Folgen des Tagebaus bleiben damit auch nach Förderungsende eine langfristige Aufgabe.
Rechtzeitige Hinweise sind wichtig, damit Kommunen Bodenbewegungen gezielt überwachen können. Zudem müssen sie Präventionsmaßnahmen planen, Infrastruktur anpassen und Schäden möglichst eindämmen.
Artikelreferenz
Crosetto, M., Cuevas-González, M., Mróz, M. S., et al. (2026). European Ground Motion Service: A Decade of Sentinel-1 Observations. Remote Sensing of Environment.
Ritushree, D. K., Baes, M., & Motagh, M. (2026). Hydrological and tectonic linkage to subsidence risk in the Rhineland coalfields, Germany: Integrating machine learning with remote sensing and geospatial data. Engineering Geology.