Grundlagen der angewandten Geophysik - Seismik, Gravimetrie

Dieses Buch vermittelt einen Einstieg in die geophysikalischen Erkundungsmethoden Seismik und Gravimetrie. Es erklärt, wie elastische Wellen und Unterschiede der Gesteinsdichte zur Sichtbarmachung von Strukturen im Untergrund genutzt werden können.

Das Kapitel Seismik erläutert zunächst die Elastizität von Gesteinen und die verschiedenen Typen elastischer Wellen und deren Ausbreitung. Es folgt eine Einführung in die digitale Verarbeitung seismischer Signale, in der die Konzepte der Fourier-, Z-, Radon- und Wavelet-Transformationen erläutert werden ebenso wie die Anwendung von Methoden der Konvolution, Dekonvolution, Kreuz- und Autokorrelation auf seismische Daten. Aufbauend auf diesen theoretischen Grundlagen erfahren Sie, wie mittels Durchschallung mit seismischen Wellen Strukturen des Untergrunds tomografisch sichtbar gemacht werden können. Hierauf folgt eine Einführung in die Techniken der Reflexions- und Refraktionsseismik die erläutert, wie die jeweiligen Datensätze bearbeitet, interpretiert und veranschaulicht werden.

Das Kapitel Gravimetrie fasst zunächst zusammen, wie man Schwerebeschleunigungen aus Schwerepotenzialen berechnet und wie das optimal an das Schwerefeld der Erde angepasste Rotationsellipsoid definiert ist. Abweichungen hiervon sind die gesuchten Schwereanomalien, die Rückschlüsse auf Strukturen im Untergrund erlauben. Ihre Identifizierung erfordert eine Reihe von Korrekturen und Reduktionen, die ausführlich erläutert werden. Abschließend erfahren Sie, wie Schweredaten interpretiert werden können - vom Vergleich mit der Schwerewirkung einfacher Modellkörper über Fourier- und Wavelet-Analyse bis hin zu dreidimensionalen Modell- und Inversionsrechnungen.

Dieses Buch eignet sich hervorragend als Lehrbuch für Bachelor-Studierende der Geophysik und der Geowissenschaften im Allgemeinen, sowohl zur Begleitung einer Vorlesung als auch zum Selbststudium. Aufgaben mit durchgerechneten Antworten helfen zur Überprüfung des erlangtenVerständnisses.

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Christoph Clauser, Professor für Angewandte Geophysik und Geothermische Energie an der RWTH Aachen, hält seit dem Jahr 2000 Vorlesungen über die geophysikalischen Erkundungsmethoden. Seit 2011 ist er Mitglied der Deutschen Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina.

"... das Buch ins Regal eines/einer jeden Lehrenden der Angewandten Geophysik gehört und auch schnell typische Merkmale häufiger Nutzung ... Vollständigkeit und Tiefe bei den physikalischen Grundlagen eine wesentliche und substanzielle Erweiterung der Lehrbuchliteratur darstellt." (Andreas Hördt, in: DGG-Mitteilungen, Heft 2, 2020)