Geophysik, Erdbebendienst

Wofür Geophysik und Seismologie?

Geophysikalische Verfahren – also physikalische Methoden zur Erkundung der Erde – werden vorwiegend in folgenden drei Bereichen eingesetzt:

• Zur wissenschaftlichen Erkundung des Untergrundes, um damit unsere Kenntnis über das Erdinnere zu vergrößern
• In großem Umfang bei der Prospektion nach Rohstoffen, wie z. B. bei der Suche nach Erdöl und nach Erzen
• In zunehmendem Maße auch bei Fragen der Umweltproblematik, wie z. B. bei der Überprüfung des Untergrundes von Deponien oder dem Auffinden von Altlasten

Zur Überwachung und Registrierung der Erdbebentätigkeit in der Niederrheinischen Bucht – eine der seismisch aktivsten Gegenden Deutschlands – betreibt der GD NRW einen Erdbebendienst mit 13 Messstationen. Die Messergebnisse liefern wichtige Angaben zur erdbebensicheren Auslegung von Bauwerken.

Geophysikalische Erkundungen erschließen Gesteinseigenschaften und Strukturen des Untergrunds durch die Anwendung physikalischer Messtechniken und Modellierungen der Messwerte. Der GD NRW bietet Untersuchungen aus den Bereichen Bohrlochgeophysik und Geoelektrik an. Die Messergebnisse dienen zur Klärung geologischer, hydrogeologischer und hydrologischer Fragestellungen.

 

Beratung/Begutachtung

Der GD NRW berät die Öffentlichkeit, die Wirtschaft und die Verwaltung in allen Fragen, bei denen geophysikalische Aspekte eine Rolle spielen. Das sind häufig Fragestellungen der

• Rohstoffversorgung
• Umweltproblematik
• Untergrundstruktur (Angewandte Geophysik) mehr Infos
• Erdbebengefährdung von Gebäuden und technischen Anlagen

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Bohrlochgeophysik

Mit geophysikalischen Bohrlochmessungen werden die Eigenschaften der durch Bohrungen aufgeschlossenen Gesteine ermittelt, Schichtgrenzen und -mächtigkeiten bestimmt und der Ausbau bestehender Grundwasser-Messstellen untersucht. Zur Ermittlung der Messwerte werden spezielle Bohrlochsonden mit einer Winde über die gesamte Bohrstrecke gefahren. Die Daten werden über das Messkabel an eine übertägige Steuereinheit übertragen und zur weiteren Verarbeitung gespeichert. Durch die Verwendung verschiedener Messverfahren werden Datenreihen unterschiedlicher Parameter (sog. „Logs“) ermittelt und gemeinsam interpretiert.

Der GD NRW verfügt über eine Apparatur zur Vermessung von bis zu 850 m tiefen Bohrungen, die in einem geländegängigen Messwagen installiert ist. Das Messprogramm des GD NRW besteht aus der Anwendung folgender Untersuchungsverfahren:

• GR (Gamma Ray): Messung der natürlichen Gesteins-Radioaktivität
• FEL (Focused Electrolog): Messung des spezifischen elektrischen Gebirgswiderstands
• CAL3 (3-Arm-Kaliber): Messung des Bohrlochdurchmessers

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Geoelektrische Erkundungen

Mit Messverfahren der Geoelektrik werden spezifische elektrische Widerstände des Untergrunds ermittelt. Variierte Anordnungen von jeweils zwei Strom- und Spannungselektroden an der Oberfläche lassen auf die elektrischen Eigenschaften in unterschiedlichen Gebieten und Tiefen und damit auf Gesteinsarten und deren Vorkommen schließen. Diese Untersuchungen sind zerstörungsfrei – Bohrungen oder Aufgrabungen sind nicht nötig.

Der GD NRW führt geoelektrische Messungen in Form von Tiefensondierungen (auch „Electrical Drilling“ genannt) durch. Mit der zur Verfügung stehenden Messapparatur werden Tiefenprofile des spezifischen elektrischen Widerstands mit Erkundungstiefen bis zu etwa 300 m ermittelt.

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Seismische Überwachung der Niederrheinischen Bucht

Der GD NRW betreibt in der Niederrheinischen Bucht und den angrenzenden Gebieten des Rheinischen Schiefergebirges ein Erdbebenbeobachtungsnetz von derzeit 13 Stationen. 11 Stationen liegen im Südwesten von NRW; 2 weitere Stationen kamen 2006 im Norden von Rheinland-Pfalz dazu. Die Messstationen sind sehr empfindlich, sie registrieren noch Erdbewegungen weit unterhalb der Fühlbarkeitsschwelle des Menschen.

Aus den Aufzeichnungen der Stationen können die Hypozentren und die Stärken von Erdbeben genau berechnet werden. Seit 1980 sind im Bereich des Stationsnetzes mehr als 1200 Erdbeben aufgetreten. Die meisten davon waren sehr schwach und wurden von der Bevölkerung nicht wahrgenommen. In einigen Fällen wurden die Erschütterungen jedoch deutlich gespürt, und es kam auch vereinzelt zu leichten Gebäudeschäden. Insbesondere das Erdbeben bei Roermond am 13. April 1992 mit der Stärke 5,9 auf der Richterskala ist vielen noch deutlich in Erinnerung. Es war das stärkste Beben in Mitteleuropa seit mehr als 250 Jahren.

Die Erdbebenregistrierung dient dazu, Gebiete mit höherer seismischer Gefährdung zu identifizieren, denn stärkere Erdbeben sind insbesondere dort zu erwarten, wo auch schwache Beben – die sehr viel häufiger sind – auftreten. Außerdem werden die seismischen Aufzeichnungen bei Computersimulationen zur Auslegung von Gebäuden und Anlagen gegen Erdbebeneinwirkungen verwendet.

Erdbebengefährdungsuntersuchungen mehr Infos

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Karten und Schriften

Karte der Erdbebenzonen und geologischen Untergrundklassen der BRD - Bundesland NRW 1:350 000 Karte zu DIN 4149, gefaltet

Sonderveröffentlichung: Erdbeben in Nordrhein-Westfalen

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Projekte

Erdbebenalarmsystem NRW

Paläoseismologie in der Niederrheinischen Bucht

Projekt Paläoseismologie – Spurensuche nach Erdbeben der Erdgeschichte

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