Geophysik – Wie sieht es tief unter unseren Füßen aus?

Das Erdinnere ist dem direkten Blick verborgen, aber mit Hilfe der Geophysik lassen sich seine Eigenschaften und Zustände ermitteln. Hierzu werden tomographische Methoden eingesetzt, kleinste Änderungen des Schwerefelds mit supraleitenden Gravimetern erfasst oder die Änderung des Abstandes zwischen bekannten Punkten hochgenau gemessen.

Kenntnisse des Untergrundes sind jedoch nicht nur für wissenschaftliche Erkenntnisse, sondern auch für die Bewältigung aktueller Herausforderungen wie die Standortsicherheit für die unterirdische Langzeitspeicherung nutzbarer oder umweltkritischer Stoffe, die Nutzung geothermischer Energiereservoire oder die Kenntnis von Grundwasserbewegungen unabdinglich. Der Geophysik als Wissenschaft im Schnittpunkt von Geowissenschaften und Physik kommt dabei eine Schlüsselrolle zu, um Kenntnisse über die Eigenschaften und Strukturen des Untergrundes zu erlangen.

Direkte Informationen über den geologischen Aufbau des tieferen Untergrunds erhalten wir nur aus Bohrungen und aus ihnen gewonnenem Material (Bohrkerne, Bohrklein). Diese Informationen sind jedoch nur eindimensional und wegen des hohen Aufwands für wenige Lokationen vorhanden.

Um großräumigere Informationen über den Untergrund, seine Strukturen und Eigenschaften zu erhalten nutzt die Geophysik vielfältige indirekte Messmethoden entlang von Profilen, so dass zwei- und dreidimensionale Einblicke in den Untergrund entstehen. Am Lehrstuhl der Allgemeinen Geophysik am Institut für Geowissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität setzen wir z. B. geo-elektrische, geo-magnetische und gravimetrische Messmethoden ein. Genauso registrieren wir im Geodynamischen Observatorium Moxa mit hochempfindlichen Sensoren kleinste Änderungen verschiedener Erd- und Umweltparameter – nur durch lange Zeitreihen ist es möglich, verborgenen Prozessen auf die Spur zu kommen.