Seismische Vibrometrie: Kartierung von Hanginstabilitäten mit neuen passiv-seismischen Methoden
Die Ausdehnung einer Hanginstabilität wird oft durch die Messung von Deformationen bestimmt. Dazu müssen lange Zeitreihen gesammelt werden, womit wertvolle Zeit verloren geht oder Massnahmen suboptimal geplant werden. Mit der seismischen Vibrometrie können Hänge effizienter kartiert werden.
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Seismometer zur Messung von passiv-seismischen Daten zur Kartierung einer potenziellen Felsinstabilität im Kanton Wallis. -
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Die Messgeräte werden mit RTK-GNSS präzise eingemessen. Dies unterstützt die Geologinnen und Ingenieure mit präzsien Geodaten. -
Ergebnisse der seismischen Vibrometrie: Links: Kartierung der seismischen Verstärkung. Je grösser die Verstärkung, desto zerrütteter der Untergrund. Rechts: Verschiedene strukturelle Kompartimente schwingen unterschiedlich. Durch die Messung der Schwingrichtung lassen sie sich effizient kartieren. -
Links: Seismometer zur Aufzeichnung von passiv-seismischen Daten zur Kartierung einer Hanginstabilität im Permafrost. Rechts: Hammerquelle für die aktive Anregung von Wellen zur Bestimmung der Mächtigkeit des Lockermaterials. -
Uns ist kein Auftrag zu komplex: Gerne unterstützen wir Sie mit Messtechnik und Fachwissen. In den Alpen, im Mittelland aber auch auf weit entfernten Gebirgszügen - wie hier in Grönland.
Die Messung von Deformationsdaten ist unumgänglich zur Charakterisierung von Hanginstabilitäten. Allerdings werden häufig lange Zeitreihen benötigt. Dadurch geht wertvolle Zeit verloren. Falls die Messungen nicht umfangreich genug waren (z.B. zu kurz, zu wenig flächendeckend), können auch weiterführende Untersuchungen (kostspielige Bohrungen, permanente Überwachung) oder sogar bauliche Massnahmen suboptimal geplant und dimensioniert werden.
Die seismische Vibrometrie misst die Hintergrundvibrationen mit hochempfindlichen Sensoren für lediglich einige Stunden (z.B. über Nacht). Durch die Bestimmung der seismischen Verstärkung (Amplifikation), Resonanzfrequenzen und Schwingrichtungen lassen sich nach kurzer Zeit bereits daten-basierte Aussagen zur räumlichen Dimension einer Hanginstabilität machen, insbesondere zur Ausdehnung, der strukturellen Gliederung oder dem qualitativen Zerrüttungsgrad. Kombiniert mit klassischen geophysikalischen Methoden, wie Refraktionstomographie, lassen sich auch Aussagen über den vertikalen Aufbau des Hanges machen, wie zum Beispiel der Tiefenlage der Gleitfläche.
Unsere Methodik ersetzt weder die Geologin noch die Vermessung oder das Bohrgerät, bietet aber komplementäre, zeitnah verfügbare und grossflächige Informationen zur Stabilität des Untergrundes. Damit können teurere Untersuchungen und bauliche Massnahmen gezielter eingesetzt, optimiert, kleiner dimensioniert oder ganz eingespart werden und gleichzeitig die Sicherheit für Bevölkerung und Infrastruktur erhöht werden.
Vibrometrie auf dem Rheinfallfelsen
Seismische Vibrometrie auf einer aussergewöhnlichen geologischen Struktur, dem Rheinfallfelsen. Unsere Arbeit dokumentiert in der Hauptausgabe der SRF Tagesschau:
Über die Spektrum Geophysik AG
Die Spektrum Geophysik AG ist ein Spin-off-Unternehmen der ETH Zürich. Die von uns eingesetzten Methoden basieren auf jahrelanger akademischer Forschung und Entwicklung, mit massgeblicher Beteiligung der ETH Zürich. Vor der Gründung (Dezember 2022) wurde das Projekt im Rahmen eines Wissenschafts-Industrie Transfer-Projektes durch die ETH Foundation gefördert.
