Seismologie

Als Seismologie bezeichnet man das Studium seismischer Wellen. Dabei unterscheidet man verschiedenen Arten von Wellen. Die Wichtigsten sind Druckwellen, die zur Gruppe der longitudinalen Primärwellen (P-Wellen) gehören, und Scherwellen, die den transversalen Sekundärwellen (S-Wellen) zugeordnet sind. Seismische Wellen können sich mit Geschwindigkeiten von bis zu 14 km/h durch die Erde bewegen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der seismischen Wellen hängt stark von der Dichte des Materials ab, das sie durchlaufen. Misst man diese Geschwindigkeit, kann man sozusagen ins Innere der Erde „sehen“ und gewinnt Informationen über ihren Aufbau.

Seismische Wellen kann man auf unterschiedliche Weisen messen, u.a. nutzt man Seismometer zur Untersuchung von schweren Erdbeben während bei seismischen Untersuchungen der Erdkruste Geophone zum Einsatz kommen. Diese zeichnen vor allem kurzperiodische Wellen auf. Dazu messen sie die Bewegung des Bodens in Nord-Süd, Ost-West und vertikaler Richtung.
Ein Geophone besteht im Wesentlichen aus einem Magneten und einer Spule, die auf einer Feder gelagert ist. Eine Erschütterung setzt die Spule in Bewegung und ein schwacher Strom wir d induziert. Der Strom wird dann an einen Kurvenschreiber oder einen Computer übertragen.
Mit Hilfe eines Hammers, von Explosionen oder großen Maschinen werden seismische Wellen erzeugt, die dann von einem Netz aus Geophonen in einer bestimmten Entfernung aufgezeichnet werden. Das Prinzip ist ganz einfach: Die Wellen breiten sich von der Quelle (Hammer, etc.) kreisförmig in alle Richtungen aus, Grenzschichten von Materialien unterschiedlicher Dichte reflektieren die Wellen und die Geophone registrieren die Ankunft der Welle. Die Zeiten, die die Wellen von der Quelle bis zum Geophone benötigen, enthalten Informationen über die Tiefe, die Dichte und die Neigung der Materialschichten. Diese Technik kommt bei der Landvermessung, insbesondere bei der Suche nach Öl, häufig zum Einsatz.

Seismograph in der Ausstellung

Ein Beispiel für ein solches Geophone siehst du in der Vitrine vor dir. Hier misst nur ein einzelnes Geophone Bewegungen. Schau doch mal, ob du ein Signal erzeugen kannst indem du auf und ab hüpfst!