Passive Seismik ist die Erkennung natürlicher niederfrequenter Erdbewegungen, normalerweise mit dem Zweck, geologische Strukturen zu erkennen und unterirdische Öl-, Gas- oder andere Ressourcen zu lokalisieren.[1]
Üblicherweise erfolgt das Abhören der Daten an mehreren Messpunkten, die mehrere hundert Meter voneinander entfernt sind, über Zeiträume von mehreren Stunden bis zu mehreren Tagen mit tragbaren Seismometern. Die Rückschlüsse auf die geologische Struktur basieren auf der Spektralanalyse[2] oder auf der mathematischen Rekonstruktion der Ausbreitung und möglicher Quellen der beobachteten seismischen Wellen.[3]
Ist letzteres geplant, werden die Daten in der Regel an mehreren (im Idealfall allen) Punkten gleichzeitig über sogenannte Synchronlinien erfasst. Mit Ergebnissen der Reflexionsseismologie über die Verteilung der Schallgeschwindigkeit im Untergrundvolumen kann die Zuverlässigkeit der Zeitumkehrmodellierung weiter erhöht werden.
„Niederfrequenz“-Seismologie
Passive Seismik konzentriert sich normalerweise auf niederfrequente Signale (0 bis 10 Hz) und wird manchmal als „niederfrequente“ Seismologie bezeichnet. Die Seismometer zeichnen selbstständig Bewegungen in alle 3 möglichen Richtungen auf (solche Geräte haben auch andere Einsatzgebiete wie zB Langzeitmessstationen). Bei Bedarf erfolgt die Datenerfassung auch unter Wasser mit wasserdichten Geräten, die Erdbewegungen am Meeresboden messen. Geophone werden aufgrund ihrer begrenzten Empfindlichkeit fast nie verwendet.
Die Vermessung mit dieser Methode unterscheidet sich stark von der konventionellen Vermessung, die üblicherweise auf Reflexionsseismologie basiert. Die herkömmliche Vermessung besteht aus zahlreichen Messungen, die räumlich sehr nahe beieinander liegen und relativ kurz sind (häufig nur Minuten). Die passive seismische Untersuchung hat viel weniger Messungen, aber sie werden häufig tagelang aufgezeichnet. Die Ortszeit muss berücksichtigt werden, wobei Intervalle mit weniger vom Menschen verursachten Geräuschen ausgewählt werden. Auch relativ weit entfernte Erdbeben sind in den aufgezeichneten Spektrogrammen sichtbar und müssen ebenfalls von der Analyse ausgeschlossen werden [4]
Eine ähnliche Methode wurde auch auf einem anderen Planeten angewendet. Beispielsweise wurden während der Apollo-Missionen die Sensoren des passiven seismischen Experiments eingesetzt, die Mondbeben aufspürten und Informationen über die innere Struktur des Mondes lieferten.[5][6]
Passive Seismik ist viel kostengünstiger als Brunnenbohrungen. Es ist auch billiger und umweltfreundlicher als aktive Seismik, die die starke Quelle der seismischen Wellen (wie eine unterirdische Explosion) erfordert, um die Struktur vorherzusagen. In einigen Fällen kann es die einzige Methode sein, für die der Landbesitzer den Zugang zu Land gewährt. Obwohl die Methode in vielen Teilen der Welt erfolgreich angewendet wird, ist dieser Ansatz derzeit weniger zuverlässig, da sich die wissenschaftlichen Methoden noch weitgehend in der Entwicklung befinden.
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