Was ist seismische Reflexion?
Seismische Reflexion ist ein Prinzip, das in der Geologie verwendet wird, um Informationen darüber zu sammeln, was sich unter der Erdoberfläche abspielt. Schallwellen im Untergrund unterliegen denselben physikalischen Prinzipien, die für die Bewegung von Energie über der Erde gelten. Unter Berücksichtigung dieser Prinzipien können Geologen die Bewegung von Schallwellen im Untergrund nutzen, um Daten über unterirdische geologische Formationen zu generieren. Ein eng verwandtes Konzept ist die seismische Brechung, bei der untersucht wird, wie sich Schallwellen verbiegen, wenn sie unterirdischen Hindernissen begegnen.
Für eine seismische Reflexionsuntersuchung benötigen Geologen etwas, um Geräusche zu erzeugen, z. B. ein großes Vibrationsgerät, eine kontrollierte Explosion oder einen schweren Gegenstand, der fallen gelassen werden kann, um eine Schallwelle zu erzeugen. Sie benötigen auch Geophone, empfindliche Abhörgeräte, die auf der Erdoberfläche platziert werden können, um auf die Schallwellen zu hören, wenn sie zurückkehren. Ein Außendienstteam bedient die Geräte, sammelt die Daten und macht Beobachtungen zur Einstellung der seismischen Reflexionsstudie, wobei alles notiert wird, was die Ergebnisse verzerren könnte.
Während sich die Schallwellen unter der Erde bewegen, werden einige von ihnen zurück zur Erdoberfläche reflektiert, wo sie von den Geophonen aufgenommen werden. Mithilfe von Geophondaten können Forscher ein Diagramm erstellen, in dem die Umrisse von Formationen und Objekten im Boden sichtbar werden. In gewisser Weise funktioniert die seismische Reflexion wie Ultraschall und Radar, wobei Menschen Schallwellen erzeugen und auf ihre Rückkehr warten, um Informationen über etwas zu erhalten, das sie nicht sehen können.
Damit eine seismische Reflexionsstudie gut funktioniert, muss das untersuchte Gebiet im Allgemeinen tief sein. Wenn es zu flach ist, können sich die reflektierten Schallwellen zusammenballen, was es schwierig macht, zwischen den Wellen zu unterscheiden und die Ergebnisse zu trüben. Es ist auch hilfreich, mehrere Geophone zu haben, um aus verschiedenen Blickwinkeln zuzuhören. Brechungsuntersuchungen hingegen können auf flacheren Böden durchgeführt werden, haben jedoch einige Einschränkungen, z. B. Schwierigkeiten bei der Vermessung von Materialien mit hoher Dichte, die auf Materialien mit geringerer Dichte aufgelegt werden.
Die Prinzipien hinter seismischen Reflexionsstudien werden auch bei der Untersuchung von Erdbeben angewendet, mit der Ausnahme, dass die Forscher nicht wissen, wo sich die Energiequelle befindet, und dass sie in der Lage sein müssen, die Eingabe mehrerer Seismographen zu verwenden, um das Epizentrum einzugrenzen. Dies geschieht durch Einfügen der Daten in eine Gleichung. Dabei wird verstanden, wie sich Energie durch die Erde bewegt, um zu bestimmen, woher die Energie kommt.