Sektion 2.2: Geophysikalische Tiefensondierung

Das Hauptthema unserer Forschung ist die Entwicklung von innovativen seismischen Verfahren zur Abbildung des Untergrundes sowie die Untersuchung von geodynamischen Strukturen und Prozessen mit seismischen Methoden. Außerdem untersuchen wir unterschiedliche Geo-Reservoire.Seismische Methoden ermöglichen Einblicke in Bereiche der Erde, die nicht direkt zugänglich sind. Dafür werden seismische Wellen beobachtet und analysiert, die von künstlichen oder natürlichen Quellen ausgehen. Die Analysen liefern Abbildungen des Untergrundes, die Rückschlüsse auf die Strukturen in der Erde und die sie verursachenden Prozesse sowie auf Materialeigenschaften zulassen. Im Falle von Erdbeben lassen die Beobachtungen auch Rückschlüsse auf die Eigenschaften der Quellen selbst zu (Herdparameter, Lokationen etc.)Zur Auswertung unserer seismischen Messdaten verwenden wir neben einer Vielzahl von selbst entwickelten Programmroutinen als Standard-Prozessingsystem die Seismik-Software Landmark ProMAX/SeisSpace.

Ein Schwerpunkt unserer Arbeit ist die Entwicklung neuer seismischer Methoden zur Abbildung des Untergrundes und der integrativen Interpretation. Zur Zeit arbeiten wir (unter anderem) an den folgenden Themen: Tomographie refraktionsseismischer Daten mittels Markov Ketten Monte Carlo Verfahren, Pn Tomographie und H/V Analyse submarinerPermafrost-Daten.

Markov Chain Monte Carlo Tomographie

Wir entwickeln Markov Ketten Monte Carlo (McMC) Verfahren zur Inversion seismischer Daten. Das Verfahren hat den Vorteil, dass es den Lösungsraum ausgiebig abtastet und so die Ableitung eines Geschwindigkeitsmodells mit Fehlerangaben ermöglicht. Weitere Vorteile gegenüber konventionellen Verfahren sind, dass kein Startmodell benötigt wird, Datenfehler vom Programm bestimmt werden und das Verfahren die Parametrisierung automatisch vornimmt.

Publikationen: Ryberg & Haberland, 2017

Pn Tomographie

Im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms (SPP) SAMPLE haben wir Pn Tomgraphie auf Daten eines aktiven, amphibischen seismischen Experiments (on-shore/off-shore) am passiven Kontinentalrand Nord-Namibias angewendet. Die Analysen geben Einblicke in die Struktur des oberen Erdmantels in der Region, in der der ozeanische Walfish Rücken auf den afrikanischen Kontinent trifft. Die gefundenen Strukturen lassen Rückschlüsse auf komplexen Prozesse beim Aufbrechen Gondwanas zu.

Projekt: SPP SAMPLE

Publikationen: Ryberg et al., 2017; Wittig et al., 2017

H/V Analyse von Permafrost Daten

Passive seismologische Messungen auf dem Meeresboden der Arktis können verwendet werden, um die Verteilung und Tiefe des eisgebundenen submarinen Permafrosts zu bestimmen. Dazu verwenden wir H/V Analysen der Daten von speziell entwickelten Flachwasser-Unterwasser-Sensoren.

Projekt: MOSES

Publikationen: Overduin et al., 2015

Wir verwenden Reflexions- und Refraktionsseismik auf verschiedenen räumlichen Skalen sowie Beobachtungen von Erdbeben und Hintergrund-rauschen, um geodynamische Schlüsselprozesse an Scherzonen, aktiven und passiven Plattenrändern und an Plumes zu untersuchen. Dafür führen wir weltweit eigene Feldmessungen durch.

Konvergente Plattenränder

Subduktionszonen & kontinentale Kollisionen An konvergenten Plattenrändern bewegen sich verschiedene Platten aufeinander zu. Im Falle von Subduktionszonen handelt es sich dabei um ozeanische bzw. kontinentale Platten, im Falle von zwei kontinentalen Platten um kontinentale Kollisionen, die meist mit Gebirgsbildung verbunden sind. In jedem Fall kommt es zu extremen Deformationsvorgängen, die die Erdoberfläche entscheidend verändern und auch zu schweren Erdbeben führen.

Projekte

Publikationen

Passive kontinentale Ränder und Plumes

Passive kontinentale Ränder und Plumes stellen den Übergang zwischen ozeanischer und kontinentaler Kruste dar, der ursprünglich nach dem Aufbrechen eines Kontinents und dem Auseinanderdriften der beiden Teil-Kontinente entstanden ist. Studien an passiven kontinentalen Rändern erlauben es, die Prozesse vom Aufbrechen von Kontinenten, dem Beginn der Entstehung von Meeresboden und den Mechanismen hinter der Plattenbewegung verstehen zu lernen.

Projekte

Publikationen

Scherzonen und Rifts

Scherzonen und Rifts

An kontinentalen Scherzonen kommt es zu horizontalen Relativbewegungen zwischen den Kontinentalplatten. Die damit verbundenen Erdbeben, die hier anzutreffen sind, bilden eine große Gefahr für die Bevölkerung. Seismische Methoden bieten Einblicke in die tiefere Struktur der Scherzonen und ihren internen Aufbau.

Projekte

Publikationen

 

Die Entwicklung neuer Messtechnik bildet das Rückrat experimenteller Forschung. Das Team, welches den Geophysikalischen Gerätepool  Potsdam (GIPP)  betreut, beschäftigt sich auch mit der Entwicklung neuer (seismischer) Datenrekorder und weiterer Instrumentensysteme.

Seismische Datenrekorder

Der Cube Datenrekorder wurde speziell für seismische Messungen entwickelt. Er zeichnet sich neben der qualitativ hochwertigen Datenaufzeichnung durch einen sehr geringen Stromverbrauch, Robustheit und kleine Abmessungen/Gewicht aus.

Seismische Instrumente für Flachwasser-Unterwasser-Beobachtungen

Zur Erkundung der Verbreitung von submarinem Permafrost arbeiten wir an system mit seismischen Sensor zum Absetzen auf dem Meeresgrund (Flachwasser).

Projekte: MOSES

Publikationen. Overduin et al., 2015

Kontakt

Michael Weber
Sektionsleiter
Prof. Dr.Michael Weber
Geophysikalische Tiefensondierung
Telegrafenberg
Gebäude E, Raum 325
14473Potsdam
+49 331 288-1250
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Programmorientierte Förderung (POF)

Mit unserer Arbeit tragen wir zu den HGF-Forschungsbereichen "Erde und Umwelt" und “Energie” bei.