Die Technik

Im Rahmen der 3D-Seismik wurden verschiedene technische Einrichtungen eingesetzt. Vom Vibrationsfahrzeug bis zum Geophon stellen wir Ihnen an dieser Stelle die wichtigsten Techniken im Detail vor.

Die Vibrationsfahrzeuge

Die seismischen Wellen wurden in den überwiegenden Fällen mit Hilfe von Vibrationsfahrzeugen erzeugt. Auf rund 85 Prozent des Messnetzes kamen diese zum Einsatz, was rund 34.000 Anregungspunkten entsprach. Die Vibrationsfahrzeuge verfügten über eine absenkbare rund 2,5 Quadratmeter große Bodenplatte. Die Absenkung erfolgte an jedem Anregungspunkt. Anschließend wurde ein sechzig Sekunden langes Vibrationssignal ausgesendet. Dabei kamen Kräfte von rund 20 Tonnen zum Einsatz. In der Nähe von erschütterungsempfindlichen Bauten (z. B. denkmalgeschützten Gebäuden) wurde die Kraft reduziert. Gleichzeitig konnten bis zu vier Vibrationsfahrzeuge an unterschiedlichen Stellen des Messnetzes eingesetzt werden.

Ausschließlich den Vibrationsfahrzeugen war es gestattet, Straßen und Wege zu verlassen. Auf unbefestigten Wegen galt für alle Fahrzeuge des Messtrupps eine Höchstgeschwindigkeit von maximal 25 Kilometern pro Stunde. Die Vibrationsfahrzeuge waren mit Niederdruckreifen ausgestattet, um Schäden an land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen so gering wie möglich zu halten. Die Reifenbreite betrug mindestens 71 Zentimeter. Schließlich galt es auch Lärmbelästigungen durch die Fahrzeuge zu vermeiden. In einem Abstand von zehn Metern durfte der Lärmpegel daher maximal 87 Dezibel erreichen. Vergleichbare Lautstärken werden zum Beispiel durch Rasenmäher oder Föne erreicht.

Der Einsatz von Sprengmitteln

In Gebieten, die mit den Vibrationsfahrzeugen nicht befahren werden konnten, wurden die seismischen Wellen mit Hilfe von kleinen Sprengungen erzeugt. Nach den Planungen sollten Sprengungen an rund 15 Prozent der zu untersuchenden Fläche, insbesondere in den Waldgebieten, zum Einsatz kommen. Dies entsprach rund 6.000 Sprengungen. Die Sprengungen wurden in extra gesetzten Bohrlöchern erzeugt. Diese wurden in einem Trockenbohrverfahren erstellt, temporär verrohrt, wenige Tage vor der geplanten Anregung mit Sprengstoff beladen, gesichert und mit Bentonit verschlossen. Die Bohrlöcher waren in der Regel sechs bis fünfzehn Meter tief und beinhalteten maximal 1 Kilogramm Sprengstoff. Waren Bohrungen in der gewünschten Tiefe aus geologischen Gründen nicht möglich, konnten auch zwei flachere Bohrlöcher erstellt werden. Doch auch diese mussten mindestens zwei Meter tief in die Erde reichen, wobei die Menge des Sprengstoffs für die seismische Anregung reduziert wurde.

Beschleunigtes Fallgewicht

Eine dritte Möglichkeit zur Erzeugung seismischer Wellen stellten beschleunigte Fallgewichte dar. Diese kamen nicht im Rahmen der eigentlichen 3D-Seismik zum Einsatz, sondern nur bei den sogenannten Nahlinien. Diese refraktionsseismischen Messungen auf kurzen Profilen sollten detaillierte Informationen über Wellenausbreitungsgeschwindigkeiten und Tiefen der oberflächennahen Schichten liefern. Es war die Messung von vier Nahlinien mit mindestens jeweils drei Anregungspunkten pro Quadratkilometer vorgesehen.

Die Empfangsstationen

Um die reflektierten seismischen Wellen aufzufangen, wurden Geophone eingesetzt. Diese kamen an rund 46.000 Empfangspunkten des Messnetzes zum Einsatz. Es wurden Geophone mit einer Eigenfrequenz von 5 Hertz eingesetzt. Die Abtastrate bei der Digitalisierung der registrierten seismischen Daten betrug eine Millisekunde. Frühere Planungen gingen davon aus, dass die Datenübertragung von den Geophonen zu einem zentral im Messgebiet positionierten Messwagen mit Hilfe von Kabeln erfolgen sollte. Durch den technischen Fortschritt war es jedoch möglich, gänzlich auf die Kabel zur Datenübertagung zu verzichten. Die registrierten seismischen Daten wurden in der Empfangsstation gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen. Die Datenübertragung erfolgte mittels WLAN- oder Bluetooth-Schnittstelle. Jede Empfangsstation bestand aus einem Geophon, einem Analog-Digital-Wandler, einer Speichereinheit, einem Akku, einem GPS-Empfänger und einer kabellosen Schnittstelle zur Übertragung von Daten. Um den reibungslosen Betrieb der Geophone zu gewährleisten, wurden alle Stationen innerhalb von drei Tagen mindestens einmal auf ihre Funktionsfähigkeit und die Einhaltung der technischen Spezifikationen geprüft. Diese Prüfung erfolgte ebenfalls kabellos über eine WLAN oder eine Bluetooth-Schnittstelle. Zum Auslesen dieser Kontrolldaten konnte bei Bedarf eine Drohne eingesetzt werden.

Neben den Geophonen an der Tagesoberfläche wurden im Rahmen von gesonderten VSP-Messungen (VSP, vertikales seismisches Profil) in vier bereits bestehenden Bohrlöchern Geophone eingelassen. Über die gesamte Länge einer zuvor festgelegten Messstrecke in der Bohrung sollten die Geophone im Abstand von jeweils zehn Metern die an der Tagesoberfläche angeregten seismischen Wellen auffangen. Die Messungen sollten helfen, das Geschwindigkeitsmodell - also die Informationen darüber, in welchen Schichten sich die seismischen Wellen mit welcher Geschwindigkeit ausbreiten - im Bereich des Deckgebirges zu verbessern, um so die geologische Interpretation zu präzisieren.

Mit solchen Vibrationsfahrzeugen werden an rund 34.000 Anregungspunkten die seismischen Wellen in den Boden gesandt.

Mit solchen Vibrationsfahrzeugen werden an rund 34.000 Anregungspunkten die seismischen Wellen in den Boden gesandt.

Info Asse

Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Infostelle Asse stehen gerne für weitere Fragen zur Verfügung. Bei Bedarf stellen Sie auch den Kontakt zu den entsprechenden Fachkolleginnen und -kollegen her.

Wenn Sie sich selbst einmal ein Bild von den Gegebenheiten machen wollen, laden wir Sie zu einer Befahrung der Schachtanlage Asse II ein. Weitere Informationen hierzu erhalten Sie in der Infostelle Asse.