Seismische Messungen funktionieren nach demselben Prinzip der Ausbreitung und Reflexion von Schallwellen, wie es in der Natur sehr häufig vorkommt. Fledermäuse beispielsweise orientieren sich in der Dunkelheit an Schallwellen. Wenn wir sprechen und damit unsere Stimmbänder zum Schwingen bringen, breitet sich der Schall wellenförmig aus, bis er auf einen Widerstand trifft, an dem er als Echo reflektiert wird. Auch Ultraschalluntersuchungen in der Medizintechnik nutzen dieses Prinzip. Seismische Messungen sind also vergleichbar mit einem Ultraschallbild des Untergrundes, um ihn besser erforschen und erkunden zu können.
Dafür schicken Vibrationsfahrzeuge künstlich erzeugte Schallwellen in die Tiefe. Auch in Wohngebieten ist die Vibroseismik problemlos einsetzbar. Im Untergrund reflektieren die geologischen Schichtgrenzen die Schallwellen zurück an die Oberfläche. Dort werden sie von speziellen Mikrophonen, sogenannten Geophonen, aufgezeichnet.
Geophone nehmen die Signale aus dem Untergrund auf
Die kabellosen Geophone – in Größe und Form vergleichbar mit einem kleinen Kastenbrot – werden bei seismischen Messungen entlang möglichst gerade verlaufender Linien verlegt – an Wegrändern, auf Feldern, Wiesen oder auch im Wald. Die Vibrationsfahrzeuge fahren ausschließlich auf Straßen und Wegen. In regelmäßigen Abständen halten sie an und schicken für ca. 1 bis 3 Minuten Schallwellen in den Untergrund.
Die Datenspeicherung erfolgt in den Geophonen selbst. Nach Abschluss der Messungen werden die Daten dann ausgelesen, zusammengeführt und ausgewertet.
Die Abstände zwischen den Geophonen und den Vibrationspunkten sowie die Dauer und Intensität der in den Untergrund geschickten Vibrationen hängen von der Beschaffenheit des Untergrundes ab. Um für unterschiedliche Strukturen die geeigneten Parameter zu finden, wurden die 2D-Pilotseismiken im Herbst 2023 durchgeführt.
Aufgrund dieser Erkenntnisse werden die Geophone am Niederrhein in Abständen von 5 Metern verlegt. Die Vibro-Trucks halten alle 20 Meter an und vibrieren dort 2 bis 4 Mal für jeweils 12 Sekunden.
Untergrundbild mit wasserführenden Gesteinsschichten
2D-seismische Messungen sind eine der schonendsten Erkundungsmethoden des Untergrundes und ersparen kostenintensive Bohrungen. Sie sind nicht invasiv, das heißt es werden keine Arbeiten unter der Erdoberfläche durchgeführt. Lediglich die Geophone stecken einige Zentimeter tief in der Erde, um die Schallwellen aufzunehmen.
Mit diesen Untergrundbildern sollen tiefliegende Karbonatgesteinsschichten besser lokalisiert und visualisiert werden, da sie potenzielle Tiefenwasserhorizonte darstellen. Das bedeutet, dass sie wahrscheinlich heißes Tiefenwasser beinhalten. Die von der Landesregierung finanzierten seismischen Messungen geben den Kommunen eine Grundlage an die Hand, selbst weitere Untersuchungen einzuleiten, wenn sich abzeichnet, dass unter ihrem Gemeindegebiet vielversprechende Gesteinsformationen vorhanden sind. Letztendlich können sie damit ihre Energieversorgung dekarbonisieren – hin zu einer klimafreundlichen Wärmegewinnung.