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  | 03.12.2015

Lockergesteine sind Bremsklötze für seismische Wellen

In Lockergesteinen breiten sich seismische Wellen langsamer aus als in festem Gestein. Dementsprechend müssen die Messdaten bei der Auswertung korrigiert werden. Dies basierend auf LVL-Messungen (LVL = Near surface low velocity layer) und Aufzeitbohrungen.

Einfluss von Lockergesteinen korrigieren

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von seismischen Wellen hängt von der betroffenen Gesteinsart ab. Im festen Gestein beträgt sie 3000 Meter pro Sekunde und in Lockergesteinen «nur» 1700 bis 2000 Meter pro Sekunde. Die Lockergesteinsschicht direkt unter dem Erdboden ist weniger stark verfestigt. Dies erfordert eine Korrektur des Einflusses der Lockergesteine auf die gemessenen Laufzeiten der seismischen Wellen. Die Mächtigkeit der Lockergesteinsschicht variiert: Im Bereich von Flüssen sind die Schotter mehrere Meter dick, während auf Hügeln mit oberflächennahem Fels nur eine wenige Zentimeter dicke Lockergesteinsschicht vorhanden ist.

Geofone zur Durchführung der LVL
Robert Krämer, der «LVL/VSP Observer» der Firma DMT präsentiert die handlichen Messgeräte und Geofone, die bei den LVL-Messungen eingesetzt werden. (Foto: Nagra)

Seismik-Messung im Miniformat

Ziel der LVL-Messungen (LVL = Near surface low velocity layer) und Aufzeitbohrungen ist das Erstellen eines Geschwindigkeitsmodells der Lockergesteinsschichten, mit dem sich die 3D-seismischen Messdaten korrigieren lassen.

LVL-Messungen sind sozusagen Seismikmessungen im Miniformat. Zum Einsatz kommen ein Fallgewicht von 150 Kilogramm, eine Metallplatte und Geofone mit weiterer Messelektronik. Das Messprinzip ist einfach: Der einmalige Aufprall des Fallgewichts auf die Metallplatte erzeugt Schwingungen. 2 mal 24 Geofone fangen diejenigen Schwingungen auf, die sich entlang der Erdoberfläche durch die Lockergesteinsschicht ausbreiten. Die Geofone sind auf einer Länge von rund 200 Metern ausgelegt, was als Nahlinie bezeichnet wird.

Im Standortgebiet Jura Ost wurden die rund 90 Nahlinien aus der Seismik-Kampagne 2011/2012 nun um knapp 100 Nahlinien ergänzt. Die Resultate der Aufzeitbohrungen Anfang nächstes Jahr fliessen ebenfalls in die Korrektur der Messdaten ein.

Das 150 Kilogramm schwere Fallgewicht ist im roten Metallkäfig montiert, der am Messstandort aufgerichtet wird.
Das 150 Kilogramm schwere Fallgewicht ist im roten Metallkäfig montiert, der am Messstandort aufgerichtet wird. (Foto: Nagra)

 

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