Seismik

Seismik ist der Oberbegriff für sämtliche Erdbeben-Tätigkeit. Ob es sich um tektonische bedingte Erdbeben handelt, oder ob sie mit dem Vulkanismus im Zusammenhang stehen, spielt erst einmal keine Rolle. Der Begriff fasst auch eine Vielzahl von geophysikalischen Untersuchungsmethoden zusammen, die seismische Wellen nutzen und mit deren Hilfe die obere Erdkruste untersucht wird. Diese werden z.B. bei der Erkundung von Lagerstätten angewendet. Speziell in Verbindung mit der Vulkanologie ist eine relativ neue Untersuchungsmethode interessant: die seismische Tomografie. Diese untersucht sogar Strukturen im oberen Erdmantel.

Seismometer

Allen Untersuchungsmethoden basieren auf einem Instrument, dass es in einer Vielzahl verschiedener Ausführungen gibt: dem Seismometer. Es ist in der Lage die feinsten Bodenerschütterungen zu detektieren. Erste Seismometer basierten auf eine Masse (Stahlkugel) die an einer Feder aufgehängt war. Somit war die Seismometermasse träge, d.h. entkoppelt und schwang bei Bodenerschütterungen nicht mit. Die Bewegung des Erdbodens relativ zur trägen Masse wurde über Hebeln geleitet und als Kurvenverlauf auf eine endlos umlaufende Papiertrommel aufgezeichnet. Heutige Seismometer arbeiten elektrisch. Die Masse ist von einer Drahtspule umgeben und wird von einem Magnetfeld umhüllt. Bewegungen induzieren einen elektrischen Strom, dessen Stärke proportional zu den Erdbewegungen ist. Die analogen Daten werden dann digitalisiert. Aufzeichnungsgerät und Sensor sind heute oftmals entkoppelt. Das Gerät mit dem Sensor wird auch Geophon genannt und wir abseits von Störquellen im Boden (Bohrloch, Bunker) installiert.

Seismische Tomografie

An vielen Vulkanen in dicht besiedelten Gebieten gibt es heute Netzwerke zahlreicher Seismografen. Mit diesen werden nicht nur die vulkanotektonischen Erdbeben registriert, die helfen einen Vulkanausbruch vorherzusagen, sondern natürlich auch stärkere tektonische Erdbeben festgestellt. Die Summe aller Daten ermöglichen Seismologen ein genaues Bild des Untergrundes zu erstellen. Die Geschwindigkeit der Erdbebenwellen ist von der Gesteinsdichte anhängig, die von Gestein zu Gestein verschieden ist. Zudem können tektonische Strukturen und magmatisch Fluide die Ausbreitung der Wellen beeinträchtigen, oder sogar ganz unterbinden. Änderungen in der Laufzeit der Erdbebenwellen zwischen verschiedenen Seismografen geben nun Hinweise darauf, welches Gestein passiert wurde, oder ob es tektonische Besonderheiten gibt. Die Daten werden mittels spezieller Computerprogramme analysiert und somit ein Model des Untergrunds berechnet. In vielen prominenten Vulkangebieten wurde mit Hilfe der seismischen Tomografie Magmenkörper kartiert. Im Falle des Yellowstone-Vulkans beginnt man langsam die komplexen Strukturen des oberen Erdmantels zu entschlüsseln. Auch der Untergrund der Campi Flegrei wurde mittels seismischer Tomografie neu kartiert.

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