Was ist eine seismische Untersuchung?
Eine seismische Untersuchung dient zur Untersuchung der unterirdischen Struktur der Erde und wird hauptsächlich zur Öl- und Gasexploration verwendet. Diese Methode nutzt die Prinzipien der reflektiven Seismologie, um seismische Daten zu erfassen und zu interpretieren, die die Abschätzung der Erdzusammensetzung ermöglichen. Die Technik ähnelt derjenigen, die bei der computergestützten Axialtomographie (CAT) verwendet wird, bei der seismische Wellen analysiert werden, die sich durch die Erde ausbreiten.
Bei der Durchführung einer seismischen Untersuchung werden seismische Wellen normalerweise durch Dynamit oder durch spezielle Vibratoren erzeugt, die auf Lastkraftwagen montiert sind. Diese sogenannten Vibroseis-Trucks werden häufig eingesetzt, wenn die Verwendung von Dynamit die Umgebung ernsthaft schädigen könnte, z. B. in kavernösen Bereichen. Die LKWs verwenden schwere Metallplatten mit einem Gewicht von mehr als 3 Tonnen (2,72 Tonnen), die in Bodenkontakt gebracht und dann mit schweren Hämmern geschlagen werden.
Während die seismischen Wellen die Erde passieren und auf verschiedene Materialien treffen, wird ein Teil ihrer Energie von den Grenzen zwischen den verschiedenen Schichten reflektiert, während andere Wellen passieren. Die reflektierte Energie kehrt an die Oberfläche zurück, wo ihre Geschwindigkeit und Stärke von speziellen Detektoren, sogenannten Geophonen, gemessen wird. Die Geophone wandeln die Bewegung des Bodens in elektrische Signale um, die von Seismometern digitalisiert werden. Diese Signale werden dann von Computern verarbeitet. Je komplexer die Geologie des untersuchten Gebiets ist, desto mehr Rechenleistung wird für die Verarbeitung der riesigen Datenmengen benötigt.
Die Geschwindigkeit und Stärke der reflektierten Wellen hängt von der Dichte der Schichten ab, auf die sie treffen. Das Gestein wird dichter, je tiefer es im Untergrund liegt, aber die Gas- und Öltaschen haben eine viel geringere Dichte. Je dichter das Material ist, desto schneller werden die Wellen reflektiert. Wenn die seismischen Wellen auf Materialien mit geringerer Dichte treffen, fließt ein größerer Teil ihrer Energie durch. Durch die Analyse der Zeit, die erforderlich ist, um die Wellen zu reflektieren, können Geologen mithilfe der seismischen 3D-Interpretation ein genaues Bild des Untergrunds erstellen.
Bei der Verwendung in der Erdgas- und Erdölexploration kann eine seismische Untersuchung Taschen mit Material geringerer Dichte und deren Position aufdecken. Dies garantiert nicht unbedingt, dass diese Taschen Öl oder Gas enthalten, da dies auf andere Materialien mit geringerer Dichte wie Wasser hinweisen könnte. Die große Vielfalt und Zuverlässigkeit der gesammelten Daten ist von unschätzbarem Wert und umfasst die Bodenzusammensetzung und -festigkeit, die Tiefe bis zum Grundgestein und den Grundwasserspiegel, die Gesteinsstruktur und vieles mehr. Diese Informationen haben sowohl akademischen als auch kommerziellen Wert.
Zusätzlich zur Öl- und Gasexploration kann eine seismische Vermessung in anderen kommerziellen Anwendungen verwendet werden. Dies kann die Suche nach Edelmetallen und Steinen wie Schwemmgold, Diamanten oder Platin oder anderen Ressourcen wie Kies, Sand und Steinbrüchen umfassen. Seismische Untersuchungen werden auch verwendet, um Ölverschmutzungen zu verhindern, indem die Bodenstabilität beim Bau von Pipelines untersucht wird.