Fakultätsbericht 2016-2017

Professur für Angewandte Geophysik Prof. Dr. Ulrich Wegler Forschungsschwerpunkte Die Besetzung der Professur für Angewandte Geophysik erfolgte im September 2016 und die Arbeits- gruppe befindet sich noch im Aufbau. Die Schwerpunkte liegen im Bereich der Seismologie mit der Er- kundung der Struktur der Erde sowie in der Analyse von Erdbeben.  Zeitliche Änderungen und seismische Bodenunruhe: Mit Hilfe seismischer Bodenunruhe, den konti- nuierlichen natürlichen oder durch Menschen verursachten Vibrationen der Erde, kann — ebenso wie mit impulsiven Quellen — die Struktur der Erde analysiert werden. Besonders geeignet ist diese Me- thode zur Untersuchung zeitlicher Änderungen in der Struktur der Erde.  Kleinskalige Heterogenität und seismische Dämpfung: Kleinräumige Strukturen in der festen Erde wie Porenräume und Klüfte werden mit Hilfe seismischer Wellen an Hand ihrer Streu- und Dämp- fungseigenschaften charakterisiert.  Fluidinduzierte Seismizität: Durch eine Erhöhung des Porenwasserdrucks wird die Reibung im Ge- stein herabgesetzt. Hierdurch kann Seismizität ausgelöst werden. Das Phänomen tritt in der Natur bei Schwarmerdbeben auf oder kann wie z. B. bei tiefer Geothermie anthropogen verursacht werden. 122 — FORSCHUNG Seismische Bodenunruhe besteht aus den natür- lichen und durch menschliche Aktivitäten verur- sachten Vibrationen der Erde, die als ständiges Hintergrundrauschen an Seismometern aufge- Zeitliche Änderungen und seismische Bodenunruhe zeichnet werden. Die Untersuchung dieser Signa- le, die früher als reine Störungen betrachtet wur- den, hat in den letzten Jahren einen erheblichen Aufschwung erfahren. Da diese seismische Quelle kontinuierlich vorliegt, kann so zum Bei- spiel ein Monitoring zeitlicher Änderungen im Untergrund durchgeführt werden (4D-Seismik). Hierbei wird direkt nur eine zeitliche Änderung der seismischen Ausbreitungsgeschwindigkeit gemessen. Dieser Messparameter ist aber sen- sitiv auf Änderungen des Porenwasserdrucks sowie der Spannung im Gestein, so dass so eine indirekte Messmethode dieser sonst schwer zu beobachtenden, wichtigen Untergrundparameter vorliegt. Mit Hilfe dieser Methode gelang es, Geschwindigkeitsänderungen in der Erdkruste nachzuweisen, die durch große Erdbeben verur- sacht wurden. Diese Geschwindigkeitsreduktio- nen lassen sich als nichtlineare Reaktion des Untergrundes auf die starken Bodenbewegungen und Spannungsänderungen durch das Erdbeben interpretieren. Abb. 1 zeigt als Beispiel die zeitliche Entwick- lung der Autokorrelationsfunktion seismischer Bodenunruhe für 3 Monate an einem Seismo- meter, das 24 km vom Epizentrum des Magnitude 6.6 Niigata-Erdbebens in Japan installiert ist. Das Erdbeben fand am Tag 297 statt. Abb. 1. Zeitliche Verzögerung der Ankunftszeiten seismischer Wellen ab dem Tag 297. Diese Ver- zögerung entspricht einer mittleren Geschwindig- keitsabnahme in der Erdkruste von 0,6%.