Kann Mikroseismizität und Mikroakustik als Indikator für Spannungen und Struktur dienen?

• Antragsteller: Dr. Dirk Becker
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 180982974

Ziel des Projektes ist es, zu untersuchen, ob die raum-zeitliche Variabilität von Mikrorissprozessen dazu genutzt werden kann, um Rückschlüsse auf das zugrunde liegende Spannungsfeld sowie die Struktur des Untergrundes zu ziehen. Um diese Fragen quantitativ zu beantworten, werden die Parameter der Mikrorissaktivität, insbesondere die Rate von Mikrorissereignissen und das Verhältnis von kleineren zu relativ größeren Ereignissen bestimmt. Eine anschließende Korrelation der räumlichen sowie zeitlichen Änderungen dieser Parameter mit dem zugrunde liegenden Spannungsfeld und den Strukturen und Materialeigenschaften der unterschiedlichen Gesteinsbereiche liefert Aufschluss darüber, ob es möglich ist, lediglich anhand dieser Parameter Änderungen im Spannungsfeld und der Struktur des Untergrundes zu detektieren. Sollte dies möglich sein, hätte man ein Werkzeug an der Hand, das bei der Untersuchung von so unterschiedlichen Fragestellungen wie 1) der Detektion des Einsetzen von Zugspannungen im Untergrund, 2) dem Erkennen des Auftretens von Makrorissen, 3) der Bestimmung der räumlichen Lage von Gesteinsgrenzen und 4) dem Test von seismologischen Hypothesen an umfangreichen Mikrorissdatensätzen, von Nutzen sein kann. Zur statistischen Untersuchung der Parameter der Mikrorissverteilung werden die Ereigniskataloge von akustischen Emissionen (AE), die mit den Rissprozessen einhergehen, ausgewertet. Der zur Verfügung stehende AE-Datensatz aus einem norddeutschen Salzbergwerk, der kontinuierlich über einen Zeitraum von mehr als 10 Jahren gewonnen wurde und bis zu 20 Mio Ereignisse pro Jahr umfasst, bietet die Möglichkeit eine räumliche und zeitliche Auflösung zu erreichen, wie sie bei der Auswertung von Erdbeben nicht gegeben ist. Ein Test der im Zuge der Untersuchungen entwickelten Hypothesen an weiteren Datensätzen aus anderen Abbaugebieten mit anderen geologischen Strukturen und Gesteinseigenschaften wie auch mit größeren räumlichen Dimensionen, ermöglicht eine Einschätzung, welche der Ergebnisse von allgemeiner Gültigkeit sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Torsten Dahm