Geoseismik
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Die Geoseismik ist jenes Teilgebiet der Angewandten Geophysik, das den Aufbau der oberen Erdkruste durch künstliche Erdbeben (Sprengungen und Vibrationsseismik) untersucht. Sie ist ein wensentliches Hilfsmittel für die Geologie und für die Exploration von Rohstoffen. Geoseismische Untersuchungen gehen - zusammen mit solchen der Gravimetrie - praktisch jeder Tiefbohrung voraus.
Im Gegensatz zur anwendungsorientierten Geoseismik befasst sich die Seismologie mit dem Aufbau des tieferen Erdinneren (Erdmantel, Erdkern) und der allgemeinen Erdbebenforschung.
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[Bearbeiten] Geoseismische Methoden
Auf festem Land werden vor allem Reflexionen und Brechungen der Wellen beobachtet und analysiert.
- Reflexionsseismik: Registrierung der Wellenechos mit am Boden ausgelegten Geofonen. Man ermittelt Laufzeiten und Energie der an Untergrundschichten reflektierten seismischen Wellen. Neben der Sprengseismik in vertieften, sogenannten Schusspunkten werden zunehmend die Vibroseis-Verfahrung mit großen Spezialfahrzeugen eingesetzt.
- Refraktionsseismik: Messung der Laufzeiten seismischer Wellen, die an Trennschichten unterschiedlicher Gesteinsdichte gebrochen (refraktiert) werden. Für kleinere Untersuchungsgebiete, z.B. auf Gletschern, können hiefür Fallgewichte oder die Hammerschlagseismik dienen.
- Bisweilen werden auch Oberflächenwellen und ihre Dispersion seismisch analysiert.
- Lokal finden auch seismische Verfahren in der Bohrlochgeophysik Anwendung.
Am Meeresboden ist die Reflexionsseismik vorherrschend, bisweilen ergänzt durch Ultraschall-Verfahren. Statt der o.a. Geophone werden vom Meßschiff (oder mehreren Schiffen) sogenannte Hydrophone hinterher gezogen. Am Ozenaboden ausgelegte Aufnehmer heißen Ocean Bottom Seismometer (OBS).
[Bearbeiten] Exploration von Rohstoffen
Bei der Erkundung (Voruntersuchung und Prospektion) von Rohstoffen sind die seismischen Verfahren besonders bei Hoffnungsgebieten für Kohlenwasserstoffe (Erdöl, Erdgas, z.T. Kohle) von Bedeutung.
Da sich künstlich erzeugte Bebenwellen generell zur Untersuchung der unterirdischen Strukturen (Störungslinien, sedimentäre Schichtungen, Grundgestein usw.) bis etwa 10 km Tiefe eignen, können sie auch zur Exploration von mineralischen Rohstoffen und Erzen, von Thermal- und Mineralwässern eingesetzt werden.
Für oberflächennahe Untersuchungen, etwa von Massenrohstoffen wie Schotter und Kies, Sandgruben, Lehm und Ton sind allerdings andere Verfahren (v.a. die Geoelektrik besser geeignet. Für magnetische Erze wird vornehmlich die Geomagnetik eingesetzt.
[Bearbeiten] Geomechanische Untersuchungen
Auch vor der Errichtung technischer Großbauten wie Staumauern oder weitspannender Brücken ist eine seismische Untersuchung des Untergrundes, seiner Gesteinsformationen und der möglichen Geodynamik (Klüfte, geologische Störungen, Tragfähigkeit usw.) erforderlich,
ebenso für Ingenieurbauten wie im Tunnelbau oder in kritischen Bereichen des Bergbaues, zur Fundierung und geomechanischen Absicherung von Hochhäusern und anderen großen Gebäuden, sowie beim Bau von Deponien.
Im Rahmen der lokalen Geotechnik wird Seismik auch zur Gefahrenanalyse eingesetzt, etwa für Rutschgebiete, bei Gefahr von Felsstürzen, für Altlasten wie Deponien oder für den Verlauf von Grundwasserschichten und Klüftungen.
Für die Untersuchung des bodennahen Untergrundes wird die Geoseismik unter anderem zur Felsmutung unter Sedimenten oder zur Hohlraumdetektion verwendet, teilweise auch für die Archäologie. Oft werden hier geoseismische Verfahren auch mit Geoelektrik oder mit Bodenradar kombiniert.
Störungen der geoseismischen Exploration können u.a. sein: seismische Unruhe des Erdbodens, Vibrationen durch Schwerverkehr oder heftiger Schalldruck, unregelmäßige Neigung der Schichten im Untergrund und starke Variationen von Gesteinsdichte oder Elastizität.
[Bearbeiten] Literatur und Weblinks
- ÖMV-AG: Erdöl und Erdgas in Österreich. Verlag Naturhistorisches Museum, Wien 1980
- Adrian Scheidegger: Principles of Geodynamics, 3.Auflage, Springer-Verlag, Berlin 1982
- Seismik - Auf der Suche nach Erdgas
- Baugrund- und geoseismische Untersuchungen an der Weser
