Methoden der marinen Geowissenschaften
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Seismogramm
Seismik

Die Seismik ist ein geophysikalisches Verfahren, mit dem Strukturen im Untergrund mittels Schallwellen zerstörungsfrei erkundet werden können.

Zur Erzeugung der hierfür notwendigen seismischen Energie werden, je nach Fragestellung, unterschiedlichen Quellen bzw. Methoden verwendet. Das Prinzip der Anregung einer seismischen Welle ist jedoch immer das Selbe und gleicht einem kleinen künstlichen Erdbeben: im Wasser wird eine Druckwelle erzeugt. Diese Druckwelle breitet sich aus und wird am Meeresboden, an Sedimentschichten und an geologischen Strukturen teilweise reflektiert. Die reflektierten Wellen werden mit Hydrophonen, welche sich im streamer hinter dem Schiff befinden, registriert und der Weiterverarbeitung zugeführt.

Dieses Verfahren lässt die profilmäßige Tiefendarstellung von den im Untergrund vorhandenen Schichtgrenzen und Strukturen zu. Es wird die Stärke (Amplitude) und die Zeit gemessen, welche die seismische Welle benötigt, um von der Quelle durch den Boden bis zu einer reflektierenden Grenzfläche und von dort wieder zurück zur Oberfläche, zu den Empfängern, zu laufen. Diese Zeit nennt man Zwei-Wege-Laufzeit (two way travel time, TWT).

Trifft die Welle auf eine Grenzfläche, an der sich die Materialparameter wie z.B. Dichte ändern, so wird dies durch eine Änderung der Amplitude des Signals sichtbar. Die seismischen Daten werden in Seismogrammen dargestellt. Ein Seismogramm besteht aus einer Aneinanderreihung von einzelnen Seismogrammspuren.

Der Einsatzbereich der Reflexionsseismik reicht von wenigen Metern Tiefe unterhalb des Meeresbodens bis in Tiefen von über zehn Kilometern und gibt so ein genaues Strukturabbild des Untergrundes wieder. Aber nicht jedes winzige Detail kann dargestellt werden. Der Auflösung kleinräumiger Strukturen sind physikalische Grenzen gesetzt, seismische Wellen werden bei ihrer Ausbreitung abgeschwächt. Es wird durch die Wellenbewegung Arbeit im Gesteinskörper verrichtet und Energie geht verloren. Die Amplituden nehmen aufgrund dieser Absorptionseffekte mit zunehmender Eindringtiefe und wachsender Zeit ab, wobei höherfrequente Wellen eine stärkere Dämpfung erfahren als niederfrequente.

So werden für die Suche nach Erdöl und Erdgas im Allgemeinen tieffrequente Quellen genutzt. Bei der Vorerkundung für offshore -Windparks dagegen werden vornehmlich hochfrequente Systeme verwendet.

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