Die jeweils herrschenden Witterungsbedingungen beeinflussen Geräte und Fahrzeuge sowie den Messtrupp bei ihren Arbeiten. Schnee bringt Vor- und Nachteile für die Messungen.
Von Winter kann zwar momentan bei diesen fast frühlingshaften Temperaturen nicht mehr die Rede sein, aber letzten Freitag sahen die Hügel und Wiesen auf dem Bözberg winterlich aus. Der Schnee dämpft übrigens den Windeinfluss, wodurch die Datenqualität der Geofone besser wird. Das sogenannte Rauschen wird so vermindert. Bei seismischen Messungen in windreichen Wüstengebieten schaufelt man ganze Sandhaufen über die Geofone, damit der Wind die Datenqualität nicht beeinträchtigt.
Das Entfernen von Geofonen aus dem gefrorenen Boden ist jedoch schwieriger. Und wenn es taut, drückt das Wasser die Geofone nach oben und das zuständige Team muss diese wieder in den Boden hinein drücken. Auch sind Batterien, die im Feld ausliegen, natürlich kälteempfindlich.
Die Leute, die das Bohrgerät bedienen, spüren zwar die winterlichen Temperaturen. Das Bohren bereit jedoch keine Probleme, weil der Frost nicht sehr tief in den Untergrund reicht. Mit dem Bohrgerät werden die bis zu acht Meter tiefen Löcher für die Schussseismik gebohrt. (Foto: Beat Müller)
Auf schneebedeckten oder vereisten Wegen, insbesondere in hügeligen Gebieten wie den Bözberg, fahren die Vibrationsfahrzeuge sogar mit Schneeketten. (Foto: Beat Müller)
Fossile Riesenflöhe aus dem Erdmittelalter
26.01.2016
Es gab nicht nur Flöhe im Erdmittelalter, sie waren auch bis 10 mal grösser als heute!
Die bisher ältesten Flohfossilien wurden in China entdeckt. Passend zur Ära der Dinosaurier erreichten die Blutsauger Grössen bis zu 2.1 cm. Heutige Arten bringen es auf 1.5 bis 4.5 mm.
Die abgebildete Floh stammt aus dem mittleren Jura und plagte ihre Wirtstiere vor ca. 165 Millionen Jahren. Aufs Springen war sie noch nicht ausgelegt, das brachte erst die Evolution.
Die Form ihrer Mundwerkzeuge, das lange und gezackte Saugrohr, deutet nach Ansicht der Forscher auf reptilienartige Wirtstiere hin, während sich heutige Flöhe an Vögeln und vor allem an Säugetieren inklusive Mensch laben.
Die Mega-Flöhe konnte sich also an ihren Opfern festkrallen und ihnen mit gezacktem Rüssel das Blut aussaugen. Die Flöhe erwiesen sich als Erfolgsmodell der Evolution, haben sie doch das Aussterben der Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren überlebt. Sie wandten sich nach den Reptilien den Säugetieren, Vögeln und Menschen zu.
Gott sei dank wurden sie aber mit den Jahrmillionen auch immer kleiner!
Wie die Entdeckung der Erdgeschichte unser Denken veränderte!
19.01.2016
Was die moderne Geologie von den meisten anderen Naturwissenschaften unterscheidet, ist der historische Ansatz. Die Minerale könnte ein Chemiker klassifizieren, die Fossilien ein Biologe. Die Eigenschaften des Erdkörpers liegt im Bereich der Physik, seine Gestalt in der Geografie. Der Geologe stellt aber nicht nur die Frage: „Was ist das?“, sondern „Wie wurde es, was es ist?“
Im christlichen Europa nach dem Untergang des römischen Reichs wurde bis ins 18. Jahrhundert die Vorstellung von der Zeit ausschliesslich an die biblische Schöpfungsgeschichte geknüpft. Das bedeutete, dass Vergangenheit und Zukunft nur kurze Zeiträume darstellten. So gab es die populäre Berechnung des Bischofs Ussher aus dem 17. Jahrhundert, wonach die Erde am Abend vor dem 23. Oktober 4004 v. Chr. erschaffen wurde.
Nicht, dass es zum Teil schon sehr modern anmutende Ansätze gegeben hätte! Es war die ionischen Naturphilosophie begründet durch Thales von Milet (624 – 546 v.Chr) in der griechischen Antike. Sehr modern mutet die Deutung des von dieser Richtung geprägten Xenophanes von Kolophon (570 – 470 v. Chr.) an, der erstmals die Abdrücke von Muscheln und anderen Seetieren in meeresfernen Landstrichen als die Überreste von versteinerten Lebewesen (Fossilien) erklärte. Diese, unter dem Begriff bekannte vorsokratisch Denkschule, wurde ab dem 4. Jh. v. Chr. durch metaphysische Spekulationen der sokratischen Philosophie verdrängt.
Naturwissenschaftliche Ansätze zur Erklärung der Erde finden sich auch immer wieder im christlichen Europa, z.B. bei Leonardo da Vinci (1452–1519) im Codex Leicester oder Niels Stensen (1638–1687), der mit der grundlegenden Erkenntnis, dass die unteren Gesteinsschichten auch die älteren sind, und die darüber lagernden, sukzessive immer jünger, das stratigraphische Prinzip entdeckte. Ansonsten richtete der christliche Mensch, wenn er sich Fragen über den Zustand der Welt machte, seinen Blick eher zum Himmel als auf den Boden. Im Himmel vermutete er, je nach Bildungsstand und Epoche, entweder einen allwaltenden Gott, oder die Anziehungskräfte und Strahlungen der Planeten, die die Berge empor höben, die Meere zurückzögen, oder das Wachstum von Mineralen, Pflanzen und Tieren bewirkten.
Mit dem Vertrauensverlust in die biblische Geschichte schwand die Erwartung vom baldigen Ende der Welt. Die Entdeckung der Erdgeschichte, mit ihren langen und ereignisreichen Zeugnissen, und nachdem Darwin sein Konzept zur Evolution der Arten vorlegte, begann eine neue Vorstellung von der Erde.
Gottfried Hofbauer zeigt in seinem neu erschienen Buch „Die geologische Revolution“ anschaulich, wie sich uns damit die heute selbstverständlich gewordene, nahezu unbegrenzte Zukunft öffnete und macht deutlich, wie wissenschaftliche Erkenntnis das Denken und Lebensgefühl des Menschen nachhaltig verändert.
Stand der seismischen Messungen
15.01.2016
Seit unserem letzten Beitrag über den Stand der Messungen ist wieder viel geschehen. Aus diesem Grund möchten wir eine aktualisierte Karte veröffentlichen.
Stand der seismischen Messungen
Auf der Karte ist zu erkennen, dass die Vermessung der Geofon- und Anregungspunke im möglichen Standortgebiet Jura Ost inzwischen abgeschlossen ist.
Die gesamte Messkampagne wird voraussichtlich im Februar abgeschlossen. Danach folgen noch Aufräumarbeiten.
Der Gletscher und sein unterirdischer See am Mont Blanc
Wenn tiefere Schichten eines Gletschers aus wasserdichtem, kälterem Eis bestehen, sammelt sich Schmelzwasser in einem Reservoir, anstatt über die Gletscherzunge abzufliessen. Solche Wasserreservoire unter Gletschern sind hauptsächlich aus Island bekannt. Das Phänomen von Schmelzwasserseen im Innern von Gletschern ist so gut wie unerforscht und kann, wie am Beispiel des Gletschers Tête Rousse auf französischer Seite des Mont Blanc Massivs verheerende Folgen haben. Der unterirdische See platzte schon einmal aus dem Gletscher. 1892 wurde ein ganzes Dorf überflutet, weswegen heute regelmässig Entlastungsbohrungen zur Senkung des Wasserdrucks im Inneren durchgeführt werden.
Krater am unteren Ende des Gletschers, entstanden nach dem Aufbrechen des Gletschersees ; historische Fotografie von H. Pelloux, 1892
Hinweise auf ein Wasserreservoir unter dem Gletscher auf französischer Seite des Mont Blanc lieferten Radarmessungen am Tête Rousse im Jahr 2008. Mit einem Sonargerät beschossen die Forscher den Gletscher mit Schallwellen. Das Echo verriet, wo Hohlräume sein könnten. Zudem erforschten sie den Gletscher mit Magnetresonanz-Geräten. Das funktioniert ähnlich wie die Untersuchung eines Menschen in einem MRT (Magnetresonanztomograph), der ein dreidimensionales Röntgen-Bild liefert. Heute kennen die Forscher die ungefähre Form der Wasserblase und das Volumen. Bei Entlastungsbohrungen im Jahr 2010 sprudelte aus einigen Bohrlöchern direkt Wasser empor, was ein Hinweise für den hohen Innendruck in der Kammer ist.
Längsschnitt der Gletscherzunge; Skizze Vallot et al. 1892 & Vincent et al. 2010
Unter dem Eispanzer ruhen 65 000 Kubikmeter Wasser. Was passieren kann, wenn der Eispanzer bricht und eine Felsbrocken und Bäume mitreisende Flut zu Tal rast, ist in den Annalen des Ortes Saint-Gervais seit 1892 verzeichnet. Ein Dok-Film berichtet.
Aufzeitmessungen sind Bestandteil der laufenden 3D-Seismik. Sie korrigieren den Einfluss von nicht oder nur wenig verfestigten Lockergesteinen auf seismische Wellen. Dazu werden im Bohrloch einer Aufzeitbohrung seismische Messungen durchgeführt. In den beiden Standortgebieten Jura Ost und Zürich Nordost braucht es insgesamt zehn solcher Aufzeitmessungen.
Die obersten geologischen Schichten unter unseren Füssen bestehen in der Regel aus nicht oder nur wenig verfestigten Sedimenten und besitzen eine vergleichsweise geringe Dichte. In dieser sogenannten Lockergesteinsdecke kommen seismische Wellen zunächst nur langsam voran, werden also verzögert. Dies kann beispielsweise bei 3D-Seismik-Messungen das seismische Abbild des Untergrunds verzerren und erschwert die Interpretation der Daten. Die Verteilung und Mächtigkeit der Lockergesteinsdecke innerhalb eines Messgebiets variieren mitunter stark. Bei der seismischen Datenverarbeitung braucht es deshalb eine flächenhafte ausgleichende Korrektur für die langsameren Geschwindigkeiten in der Lockergesteinsdecke. Dazu werden diese Geschwindigkeiten mit Hilfe von LVL-Messungen (LVL = Near surface low velocity layer) und sogenannten Aufzeitmessungen an mehreren Orten im Messgebiet charakterisiert. Aufzeitmessungen erfolgen in Aufzeitbohrungen.
Vergleichbar mit Erdwärmesondenbohrung
Das bei den Aufzeitbohrungen benötigte Bohrgerät ist auf einem Lastwagen oder Raupenfahrzeug montiert. Die Bohrung und Verrohrung des Bohrlochs dauern zwei Tage. Das Bohrloch durchstösst die Lockergesteinsdecke von oben nach unten und geht dann noch rund 20 Meter in den darunterliegenden festen Fels hinein. Die Tiefe der Bohrung richtet sich also nach der lokalen Mächtigkeit der Lockergesteinsdecke. In der Regel sind die Bohrungen um die 100 Meter tief und damit vergleichbar mit einer kleineren Erdwärmesondenbohrung.
Schematische Darstellung einer Aufzeitmessung: Im Bohrloch der Aufzeitbohrung positionierte «Mikrofone» fangen die seismischen Wellen auf, die an der Erdoberfläche durch ein Fallgewicht erzeugt und zum Teil an den verschiedenen Horizonten reflektiert werden. Grafik: Nagra
Seismik im Bohrloch
Experten der Messfirma DMT bestimmen bei den Aufzeitmessungen in jeder Aufzeitbohrung ein vertikales, seismisches Geschwindigkeitsprofil. Eine Messkette aus empfindlichen «Mikrofonen» ist im Innern des Bohrlochs vertikal auf ganzer Länge angeordnet. Bei mit Wasser gefüllten Bohrungen kommen Unterwassermikrofone, sogenannte Hydrophone, zum Einsatz. Sonst reichen Geofone. Die Messkette fängt die Schwingungen auf, die von einem mobilen Fallgewicht in der Nähe des Bohrlochs erzeugt werden.
Bei der späteren seismischen Datenverarbeitung dienen die vertikalen seismischen Profile aus den Aufzeitmessungen gemeinsam mit den LVL-Messungen als Eichpunkte für die Korrektur der langsamen Geschwindigkeiten in der Lockergesteinsdecke innerhalb der Messgebietsfläche.
Aufzeitbohrungen starten ab Ende Januar
Im Standortgebiet Jura Ost sind drei und in Zürich Nordost sind sieben Aufzeitbohrungen geplant. Diese ergänzen bereits vorhandene Daten von Aufzeitmessungen aus früheren Seismikkampagnen. In Zürich Nordost sind Lockergesteinsschichten weiter verbreitet als in Jura Ost, wo sich mächtigere Lockergesteinsablagerungen auf das Aaretal beschränken. Somit braucht es in Zürich Nordost auch mehr Aufzeitbohrungen als in Jura Ost.
Für die Aufzeitbohrungen in Jura Ost liegen die Bewilligungen des Kantons Aargau bereits vor; ab Ende Januar kann gemessen werden. In Zürich Nordost werden derzeit mögliche Stellen der Aufzeitbohrungen mit den Grundeigentümern besprochen.
2016 – ein Schaltjahr und Jahresthemen
06.01.2016
Dass heuer ein Schaltjahr ist, merken die am 29. Februar Geborenen am besten – nur alle vier Jahre können sie nämlich regulär Geburtstag feiern!
Die ältesten heute noch bekannten Kalender stammen aus den frühen Hochkulturen Ägyptens und Mesopotamiens. Es waren zwei verschiedene Kalendertypen, der Mondkalender und der astronomische Kalender. Von den Babyloniern wurde der siebentägige Wochenzyklus entwickelt, der heute fast weltweit den Ablauf unseres Alltags regelt. In anderen Kalendern gab es Zyklen zwischen fünf und zehn Tagen.
Die Anpassung von Wochen und Monatsfolgen an die feste Grösse des astronomischen Jahres war eine Herausforderung. Kalendersysteme werden entweder auf Beobachtungen von astronomischen Ereignissen wie Sonnenstand, Mondphasen, Aufgang oder Stand bestimmter Sterne abgestützt oder nach bestimmten Algorithmen berechnet. So beruht der weltweit meistgebrauchte Solarkalender, der seit 1582 von PapstGregor XIII eingeführte gregorianische Kalender mit seinen festgelegten Jahres- und Monatslängen und seinem Schaltjahr-Algorithmus auf Berechnung.
Über Sinn oder Unsinn von Jahresthemen lässt sich streiten. In der Geologie hat man sich noch keine Gedanken gemacht ein „Jahr des Granits“ oder ein „Jahr der Alpenbildung“ auszurufen. Eine Ausnahme macht da die Paläontologie mit der Ernennung eines 150 Millionen Jahre alten Knochenfisches zum Fossil des Jahres.
Bei Erdwissen wird die Auswahl der Themen weiterhin spontan erfolgen, geleitet vom Wunsch, den Blick auf die geologische Welt / Umwelt zu schärfen. Anregungen, Kommentare und Fragen sind stets willkommen.
3D-Seismik in Jura Ost – die Seismik-Crew ist ab heute wieder unterwegs
04.01.2016
Nach einer wohlverdienten Pause gehen die Arbeiten im möglichen Standortgebiet Jura Ost am 4. Januar wieder weiter.
Die seismischen Messungen der Nagra im Standortgebiet Jura Ost sind weit fortgeschritten und können voraussichtlich im Februar 2016 abgeschlossen werden.
Für Fragen oder andere Anliegen können Sie sich an unsere Gratis-Hotline 0800 437 333 oder unsere E-Mail-Adresse seismik@nagra.ch wenden.
