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Die '''Seismik''' (auch '''Geoseismik'''; von {{grcS|σεισμός|seismós}} „[Erd-]Erschütterung, Erdbeben“) ist ein Teilgebiet der ''[[Angewandte Geophysik|Angewandten Geophysik]]'', das Methoden zur Erforschung und Abbildung der oberen [[Erdkruste]] durch [[seismische Welle]]n umfasst. Im engeren Sinne wird mit Seismik oft die ''angewandte'' Seismik bzw. ''aktive'' Seismik bezeichnet, die nur mit künstlich angeregten Wellen arbeitet und im Gegensatz zur [[Seismologie]] und ''passiven'' Seismik steht, welche sich überwiegend mit [[Erdbeben]]wellen befassen.<ref name=":0">{{Internetquelle |url=https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/seismik/14712 |titel=Seismik |werk=Lexikon der Geowissenschaften |hrsg=Spektrum |sprache=de |abruf=2022-11-25}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.geothermie.de/bibliothek/lexikon-der-geothermie/s/seismik-aktive.html |titel=Seismik, aktive |werk=Lexikon der Geothermie |hrsg=Bundesverband Geothermie |sprache=de |abruf=2022-11-25}}</ref>

Grundprinzip der Verfahren ist, dass die seismischen Wellen, während sie die Erdschichten durchlaufen, an Grenzflächen zwischen verschiedenen Gesteinen [[Brechung (Physik)|gebrochen]] und [[Reflexion (Physik)|reflektiert]] und anschließend durch Aufnehmer (z. B. [[Geophon]]e, [[Hydrophon|Hydrophone]]) aufgezeichnet werden. Durch die Analyse der [[Laufzeitdiagramm|Laufzeiten]] und Wellenformen ergeben sich Rückschlüsse auf die geometrische Struktur der Grenzflächen und elastischen Eigenschaften der Gesteinsschichten.<ref name=":0" />

Man unterscheidet zwischen Landseismik, die am [[Landfläche|Festland]] eingesetzt wird, und Seeseismik, die auf [[Meeresspiegel|Wasseroberflächen]] Anwendung findet.

== Methoden ==
In der '''Seismik''' werden drei verschiedene Methoden unterschieden, die sich in der Datenerfassung, vor allem aber im Auswerteverfahren grundlegend unterscheiden.
[[Datei:Laufzeitdiagramm.png|mini|Schematische [[Laufzeitdiagramm]]e verschiedener seismischer Wellen mit den dazugehörigen [[Strahlweg]]en. Blau: direkte seismische Welle, grün: [[Kopfwelle]], rot: unterkritisch reflektierte Welle, braun: überkritisch reflektierte Welle]]
* ''[[Reflexionsseismik]]:'' Messung und Interpretation der Energie und [[Laufzeitmessung|Laufzeit]]en von [[seismische Welle|seismischen Wellen]], die an Trennschichten im Untergrund reflektiert werden. [[Reflexion (Physik)|Reflexionen]] treten auf, wenn sich die [[akustische Impedanz]] im Untergrund ändert.
* ''[[Refraktionsseismik]]:'' Messung und Interpretation der Laufzeiten von seismischen Wellen, die an Trennschichten im Untergrund gebrochen ([[Brechung (Physik)|refraktiert]]) werden und sich dann als [[Kopfwelle]] entlang dieser Trennschichten fortpflanzen.
* ''[[Oberflächenwellenseismik]]:'' Messung und Interpretation der Dispersion, also der Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit von der Frequenz, von seismischen [[Oberflächenwellen]].

In Spezialanwendungen beispielsweise bei [[Bohrung (Geologie)|Bohrloch]]messungen können Schallquellen und/oder Aufnehmer auch vertikal angeordnet werden (VSP: ''[[Vertical Seismic Profiling]]'').

Um geologische Strukturen besser zu erkunden, werden die Ergebnisse der Refraktionsseismik mit denjenigen der Reflexionsseismik in geeigneter Weise miteinander kombiniert. Durch die sogenannte ''Hybride Seismik'' werden die jeweiligen Unzulänglichkeiten der einen Methode durch die Vorteile der anderen kompensiert.

Weitaus häufigst eingesetztes Verfahren ist die Reflexionsseismik. Sie wird vor allem bei der Suche nach [[Erdöl]] und [[Erdgas]] mit hoher räumlicher Auflösung und Lagegenauigkeit angewendet. Seit etwa 1990 werden vermehrt auch ingenieurgeologische Fragestellungen mit der Reflexionsseismik gelöst.
Die Refraktionsseismik ihrerseits wird bei speziellen Fragestellungen eingesetzt, seit Ende der 1980er Jahre noch vor allem bei der Erforschung des großskaligen Aufbaus der Erdkruste (bis unterhalb der [[Mohorovičić-Diskontinuität]]) sowie für ingenieurgeologische und geotechnische Anwendungen.

== Anwendungen ==
Die Seismik kommt in folgenden Bereichen zum Einsatz:
* ''Grundlagenforschung'' (wie baut sich der Untergrund auf)
* ''[[Exploration (Geologie)|Exploration]]'' und ''[[Prospektion (Geologie)|Prospektion]]'' von Rohstoffen (Erdöl, Erdgas, Grundwasser, Thermal- und Mineralwässer, Baustoffe, Kies/Sand/Ton etc.)
* Untergrundstudien für ''Ingenieurbauten'' (z. B. Tunnel, Fundamente, [[Deponie]]n, [[Sensor|Hohlraumdetektion]], [[Geothermiekraftwerk]]e)
* Gefahrenanalysen für Standorte von ''Altlasten'' (z. B. Abgrenzung eines Deponiekörpers, Auffinden von Grundwasserströmen)
* Kartierung von ''Naturgefahren'' (beispielsweise Hanginstabilitäten, [[Bergsturz]]).

== Einsatzgebiete ==
=== Landseismik ===
Bei der sogenannten ''Landseismik'' dienen als Anregungsquelle [[Hammerschlagseismik|Hammerschläge]], Fallgewichte, Knallpatronen, [[Sprengung]]en („Sprengseismik“) oder schwere Lkw mit Schwingmaschinen ([[Vibroseis]]-Verfahren) an so genannten [[Schusspunkt]]en. Die Signalaufnahme erfolgt üblicherweise mit [[Geophon]]en, seltener auch mit [[Seismograph|Seismometern]] oder Beschleunigungssensoren ([[Accelerometer]]), welche entlang von Profillinien oder flächig positioniert werden.

=== Seeseismik ===
Seismische Messungen auf der freien Wasseroberfläche werden allgemein als ''Seeseismik'' bezeichnet. Früher wurden dazu ebenfalls [[Sprengung]]en gezündet, um die nötigen Schallwellen zu erzeugen. Dies war jedoch aufwendig und gefährlich. Daher werden heute fast ausschließlich Luftpulser ([[Airgun]]) eingesetzt. Die Messungen erfolgen mit [[Hydrophon]]en, die normalerweise an [[Streamer (Geophysik)|Streamern]] hinter einem oder mehreren Messschiffen durchs Wasser gezogen werden. Bei dem Streamer handelt es sich um einen mehrere Kilometer langen Schlauch, gefüllt mit einigen hundert Hydrophonen zur Aufzeichnung reflektierter Schallwellen.

=== Übergangszone Wasser–Land (Transition Zone) ===
Messungen können auch gemischt an Land und See durchgeführt werden. Dazu werden an Land beispielsweise Geophone installiert, während im Wasser Hydrophone verwendet werden. Auf diese Weise kann in [[Sumpf|Sümpfen]] oder [[Watt (Küste)|Wattengebieten]] gearbeitet werden.

Für spezielle Aufgaben können auch sogenannte OBS ([[Ocean Bottom Seismometer]]) auf dem Meeresgrund versenkt werden, die dort ebenfalls die Schallwellen registrieren.

<gallery>
Airgun-array hg.png|Anordnung von Luftpulsern und Streamer am [[Achterschiff]] für die Aufnahme eines geophysikalischen Profils
Air gun hg.jpg|Luftpulser zum Erzeugen von Schallwellen für marine Seismik
Streamer winch hg.jpg|Winde mit ''Streamer'' zur Aufzeichnung der reflektierten Wellen
Seismometer kum hg.jpg|Ozeanbodenseismometer OBS im Druckzylinder (geöffnet)
</gallery>

== Einsatzbereich ==
Die Seismik wird bei Fragestellungen zu verschiedenen Tiefenlagen eingesetzt, wobei die Grenzen diffus sind und sich nicht etwa durch grundsätzlich unterschiedliche Messverfahren unterscheiden.

* ultrahochauflösende Seismik: im Ingenieurbereich und der [[Archäometrie]] bis ca. 20 m Tiefe, Stationsabstand 5 bis 20 cm in der Reflexionsseismik, 2 bis 3 m für die Oberflächenwellenanalyse
* hochauflösende Seismik: bis ca. 300 m Tiefe, Stationsabstand ca. 1 bis 3 m
* „normale“ Seismik: bis ca. 6 km Tiefe, Stationsabstand bis 50 m
* Krustenseismik: bis max. 100 km Tiefe, Stationsabstand mehrere 100 Meter bis Dutzende Kilometer

== Auswirkungen seismischer Untersuchungen auf die Tierwelt ==
Der Betrieb seismischer Quellen kann wegen des [[Unterwasserlärm|Lärms]] für [[Meerestiere]] in ihrem Einzugsbereich störend, schädlich und unter Umständen auch tödlich sein. Wichtige Parameter sind hierbei unter anderem das Frequenzspektrum und der Schalldruck einer seismischen Quelle. Verschiedene Tierarten reagieren auf bestimmte Frequenzspektren mitunter sehr unterschiedlich. Die Schüsse werden gewöhnlicherweise im Abstand von wenigen Sekunden gefeuert, der Schalldruckpegel kann bis zu 270 [[Dezibel|dB]] erreichen.<ref>[[Peter Jaeggi]]: ''Lärmhölle Ozean – Die akustische Meeresverschmutzung tötet Wale.'' [[SWR2]] Wissen, 17. Oktober 2008; [https://www.swr.de/swr2/programm/sendungen/wissen/-/id=4036964/property=download/nid=660374/10jyafc/swr2-wissen-20081017.rtf Script] ([[Rich-Text-Format|RTF]]; 13 kB); {{Internetquelle |url=http://www.swr.de/swr2/programm/sendungen/wissen/archiv/-/id=660334/nid=660334/did=4034944/pv=mplayer/vv=big/1ay5jan/index.html |titel=Audio |archiv-url=http://archive.is/20120914011901/http://www.swr.de/swr2/programm/sendungen/wissen/archiv/-/id=660334/nid=660334/did=4034944/pv=mplayer/vv=big/1ay5jan/index.html#selection-49.20-51.18 |archiv-datum=2012-09-14 |abruf=2018-09-18 |format=mp3 |kommentar=37,3 MB; 26:35 Min.; die ersten beiden kurzen Sprecherbeiträge fehlen |offline=1}}</ref>

Tiere werden auch von Schiffslärm stark gestört.<ref>science.ORF.at/APA/dpa: [https://science.orf.at/stories/2790310/ ''Schiffslärm stört Nahrungssuche.''] In: ''science.orf.at.'' 10. August 2016, abgerufen am 18. September 2018.</ref>

== Literatur ==
* [[Hans Berckhemer]]: ''Grundlagen der Geophysik.'' 2., durchges. und korrigierte Auflage. Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 1997, ISBN 3-534-13696-9.
* W. M. Telford, L. P. Geldart, R. E. Sheriff: ''Applied Geophysics.'' 2. Auflage. Cambridge University Press, Cambridge 2010, ISBN 978-0-521-33938-4 (englisch).
* R. Kirsch, W. Rabbel: ''Seismische Verfahren in der Umweltgeophysik.'' In: Martin Beblo (Hrsg.): ''Umweltgeophysik.'' Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften, Berlin 1997, ISBN 3-433-01541-4.
* K. Krammer: ''Untersuchungen von Altlasten in ehemaligen Kiesgruben mit Hilfe der Refraktionsseismik.'' In: Martin Beblo (Hrsg.): ''Umweltgeophysik.'' Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften, Berlin 1997, ISBN 3-433-01541-4.

== Weblinks ==

{{Wiktionary|seismisch}}

* {{Internetquelle |autor=Marita Stevens |url=http://www.bveg.de/Medien/Publikationen/Broschueren/Seismik |titel=Seismik – Auf der Suche nach Erdgas |werk=bveg.de |hrsg=[[Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung|Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e. V.]], Hannover |datum=2006-08-27 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20161201212304/http://www.bveg.de/Medien/Publikationen/Broschueren/Seismik |archiv-datum=2016-12-01 |zugriff=2018-09-18 |abruf-verborgen=1 |format=PDF; 203 kB |kommentar=PDF-Link zum Flyer |offline=1}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Seismik| ]]

Seismik - Versionsgeschichte

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