ALBERT

Description: In dieser Arbeit wird der Bau einer modellseismischen Apparatur unter besonderer Berücksichtigung der Entwicklung eines neuen Registriersystems beschrieben. Mit Hilfe eines Biegeschwingers ermöglichte dieses System die reproduzierbare und komponentengetreue Registrierung von Ultraschallimpulsen in Modellplatten für beliebige Meßtiefen und Meßentfernungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen. Das ermöglichte die zeichnerische Darstellung der Ultraschallwellen in Form von Hodographen. Nachdem im 2 . Kapitel der vorliegenden Arbeit die Analogie zwischen der Modellseismik und der natürlichen Seismik dargelegt worden ist, werden im 3. und 4. Kapitel der apparative Aufbau und die Versuchsbedingungen beschrieben. Hierbei wird ausführlich auf die Wirkungsweise und die Eichung des Registriersystems eingegangen. Die nachfolgenden modellseismischen Untersuchungen beschränken sich ausschließlich auf das Verhalten der Rayleighwelle unter den verschiedensten Modellbedingungen, wobei das besondere Augenmerk auf das Verhältnis der Horizontalamplitude zur Vertikalamplitude gelegt wurde. Das neue Registriersystem erlaubte erstmalig mit Hilfe der Theorie der zweidimensionalen Wellenausbreitung, die Oberflächenwellen kontinuierlich auch nach der Tiefe verfolgen zu können. Die im 5 . Kapitel mitgeteilten Ergebnisse der Untersuchungen im homogenen Halbraum von Aluminium- und Plexiglasplatten ergaben in Bezug auf die Amplitudenverhältnisse und im Hinblick auf die exponentielle Amplitudenabnahme eine gute Übereinstimmung mit der von LORD RAYLEIGH gegebenen Theorie. Im 6 . Kapitel schließlich wird das Verhalten der Rayleighwelle im Einschichtenmodell bei horizontaler und geneigter Lagerung beschrieben, wobei an die Arbeiten STROBACH's auf dem Gebiete der Mikroseismik i m Hamburger Raum angeknüpft wurde. Das Verhältnis der Vertikal— zur Horizontalamplitude ließ sich für geringe Deckschichtmächtigkeiten durch die Theorie LEE'S befriedigend erklären. Es konnte jedoch experimentell nachgewiesen werden, dass diese Theorie nur ein kleines Teilgebiet beschreibt und in eine umfassendere Theorie eingebaut werden muss. Es ist davon auszugehen, dass die Rayleighwelle im schallhärteren Grundmaterial als dem besseren Wellenleiter entlang der Schichtgrenze geführt wird und in der Deckschicht zwei Kopfwellen mit sich schleppt. Alle Erscheinungen in der Deckschicht lassen sich als Überlagerung dieser beiden Kopfwellen und ihrer Reflexionen erklären. Überschreitet die Deckschichtmächtigkeit die Phasenumkehrtiefe der freien Rayleighwelle des homogenen Halbraumes, so verwandelt sich die Oberflächenwelle in eine elliptisch polarisierte Scherwelle -kurz "refraktierte Rayleighwelle" genannt-, die weiterhin die zwei Kopfwellen in Form einer p-Welle und einer s-Welle in der Deckschicht nachschleppt, gleichzeitig ist von dieser Schichtdicke an, die Existenzbedingung für eine freie Rayleighwelle in der Deckschicht erfüllt. Die Modellseismischen Registrierungen waren den Registrierungen der Mikroseismik nahezu analog. Der Nachweis der beiden Kopfwellen in der Deckschicht ermöglichte eine Erklärung der Tendenz der mikroseismischen Partikelbewegung zur linearen Polarisation. Bei geneigter Lagerung werden die Kopfwellen nicht mehr unter den Grenzwinkeln von der freien Oberfläche zur Schichtgrenze reflektiert. Ein Teil der seismischen Energie geht dadurch in Form von Körperwellen der Deckschicht verloren und kann in der Natur nach der Reflexion an tieferen Horizonten wieder in Form von SV-Wellen an der Oberfläche in Erscheinung treten.

Description: research

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Zur Lösung erdwissenschaftlicher Fragestellungen werden seit etwa einem Jahrzehnt in zunehmendem Umfang mathematische Methoden herangezogen. Eine der Ursachen für diese Entwicklung besteht darin, dass moderne technische Geräte, wie sie auch in den Erdwissenschaften eingesetzt werden, immer größere Datenmengen produzieren, die nach einer rationellen Verarbeitung verlangen. Es ist daher nicht verwunderlich, dass die Mathematische Geologie in Zusammenhang mit der Entwicklung von Groß-Rechenanlagen stark an Bedeutung gewonnen hat. […]

Description: The use of mathematics in solving geoscientific problems has increased steadily within the last decade. The modernisation of the technical equipment available to geoscientists has resulted in ever-growing amounts of data which then must be analysed. Therefore, it is no wonder that the development of mathematical geology and computers are closely related.[...]

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Description: research

Description: DFG, SUB Göttingen