direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Sie sind hier

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Studium und Lehre

Die Geophysik als Physik der Erdkörper beschäftigt sich mit der Ermittlung der physikalischen Parameter und Zustände des nicht zugänglichen Untergrundes sowie der dort ablaufenden physikalischen Prozesse. Mittels indirekter quantitativer Untersuchungsmethoden liefert sie damit durch physikalische Messungen von der Oberfläche aus wesentliche Informationen für die anderen Geowissenschaften

Träger dieser Informationen über das Erdinnere sind die physikalischen Felder der elastischen Deformationen (Seismik), der Schwere (Gravimetrie), der elektrischen und magnetischen Feldstärke (Geoelektrik, Elektromagnetik, Magnetik) sowie der Temperatur und des Wärmeflusses (Geothermie).

Bei den seismischen Verfahren wird aus der Messung von Laufzeiten und Amplituden seismischer Wellen, die sowohl von natürlichen (Erdbeben) als auch von künstlichen Quellen erzeugt werden, die räumliche Verteilung der elastischen Eigenschaften des Erdinnern ermittelt. Diese Verteilung stellt nicht nur eine Abbildung geologischer Strukturen dar, sondern liefert auch wichtige Informationen über den Zustand und die Eigenschaften der Gesteine. Entsprechendes gilt für die elektrischen und elektromagnetischen Verfahren (Verteilung der elektrischen Leitfähigkeit), bei denen ebenfalls natürliche und künstliche Quellen verwendet werden. In der Gravimetrie (Dichteverteilung aus dem Schwerefeld der Erde) und der Magnetik (Verteilung magnetisierter Gesteine aus Anomalien des Erdmagnetfelds) werden ausschließlich die natürlichen Felder gemessen.

Zur Gewinnung zuverlässiger Aussagen ist es häufig notwendig, in einem integrierten Ansatz abhängig von der jeweiligen Fragestellung mehrere Verfahren zu kombinieren. Charakteristisch für die Arbeitsweise des Geophysikers ist der Einsatz numerischer Methoden sowohl bei der Messdatenverarbeitung als auch bei der mathematischen Modellierung des Untergrunds und der darin ablaufenden physikalischen Prozesse. Zur stofflichen Interpretation der ermittelten physikalischen Parameter tragen die Laborexperimente der Gesteinsphysik unter simulierten in situ-Bedingungen bei. Für die allgemeine geowissenschaftliche Interpretation der geophysikalischen Ergebnisse ist auch die enge Verknüpfung mit den Nachbardisziplinen Geologie und Mineralogie/Petrologie eine notwendige Voraussetzung.

Während sich die Allgemeine Geophysik mit dem physikalischen Aufbau des gesamten Erdkörpers beschäftigt, konzentriert sich die Angewandte Geophysik auf die Untersuchung der oberen Erdkruste mit den Aufgabenstellungen der für die Menschheit wichtigen Bereiche Umwelt, Rohstoffe und Energie.

Bild
Verteilung des spezifischen elektrischen Widerstands im Untergrund (Vertikalschnitt) über einer kleinräumigen Grabenstruktur im NW-Sudan als Ergebnis magnetotellurischer Messungen an der Erdoberfläche. Bei der Magnetotellurik handelt es sich um ein elektromagnetisches Verfahren, das natürliche Felder (Stromsysteme in der Ionosphäre) verwendet. Es beruht auf dem physikalischen Phänomen, daß elektromagnetische Felder verschiedener Frequenzen unterschiedlich tief in die Erde eindringen. Aus den an der Oberfläche an vielen Messpunkten gemessenen elektromagnetischen Feldern kann somit in Abhängigkeit von der Frequenz dieser Felder durch numerische Verfahren auf die Verteilung der elektrischen Leitfähigkeit im Untergrund geschlossen werden. In der Abbildung zeichnet sich das mit Sedimenten gefüllte Grabeninnere durch erhöhte Leitfähigkeit (dunkle Tönung) deutlich von den schlechter Leitfähigen kristallinen Gesteinen der Umgebung ab. Dadurch wird die geometrische Struktur des Grabens erkennbar, aus der in Verbindung mit begleitenden geologischen Untersuchungen wichtige Erkenntnisse über die tektonische Entwicklung der Region abgeleitet werden können.
Lupe

In der Umwelt- und Ingenieurgeophysik umfassen die beruflichen Tätigkeitsfelder des Geophysikers die Erkundung und Überwachung von Altlasten, Deponiestandorten, Hohlräumen sowie von Grundwasser- und Bodenkontaminationen, Untersuchungen des Baugrunds und der Gefährdung durch natürliche Katastrophen (Erdbeben, Vulkanausbrüche). Weiterhin gewinnt auch der Einsatz geophysikalischer Verfahren in der Archäologie wachsende Bedeutung.

Bild
Darstellung unsichtbarer Untergrundstrukturen am Beispiel der kombinierten flächenhaften Anwendung geomagnetischer und geoelektrischer Messungen bei der Erkundung archäologischer Objekte. Messgebiet: Zentrum (Agora) der antiken griechischen Polis Stratos (Akamanien). Dargestellt sind die tiefpass-gefilterten Messdaten (Messpunktabstand: 0,25 m). Der Vergleich mit den vor den Messungen ergrabenen Strukturen zeigt, daß diese sich in den Messdaten fortsetzen. Der Verlauf der Mauer im unteren Messfeld wurde durch eine nachfolgende Grabung bestätigt. Für die im oberen Messfeld sichtbare Struktur steht der Grabungsbefund noch aus, u.U. handelt es sich um tiefer liegende und damit ältere Fundamente als die übrigen Mauerteile.
Lupe

In der Explorationsgeophysik steht die Erkundung nutzbarer Rohstofflagerstätten (Kohlenwasserstoffe, mineralische Rohstoffe, Grundwasser und geothermische Energie) im Mittelpunkt

Explorationsgeophysik

Bild
Seismische Erkundung in einer Braunkohlenlagerstätte (Spremberg, Lausitz) In allen Anwendungen kommt das gesamte Methodenspektrum der Geophysik einschließlich der Bohrlochgeophysik und Gesteinsphysik zum Einsatz.
Lupe

Weiterhin spielen die Entwicklung problemangepasster Messgeräte und Auswerteverfahren, die numerische Datenverarbeitung sowie die numerische Modellierung von Strukturen und Prozessen eine wichtige Rolle.

Bild
Wechselstromgeoelektrisches Messsystem (Typ SIP -256) für schnelle Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeitsverteilung im Untergrund bis zu einer Tiefe von ca. 50m.
Lupe

Enge Verbindungen bestehen zu allen geowissenschaftlich-geotechnischen Fachrichtungen sowie zu Messtechnik, Informatik, Bauingenieurwesen und Umwelttechnik.Im Studium der Vertiefungsrichtung Angewandte Geophysik wird, aufbauend auf einem breiten naturwissenschaftlichen Grundlagenwissen, die Fachkompetenz für die Anwendung der geophysikalischen Methoden in den interdisziplinären geowissenschaftlich-geotechnischen Aufgabenstellungen der Bereiche Umwelt, Rohstoffe und Energie vermittelt.

Zusatzinformationen / Extras

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe

Studentische Studienberatung

Nadine Müller
314-72670
Di & Mi: 10:00 bis 14:00 Uhr
Raum BH-N 325

Webseite

Tutorensprechzeiten

Philipp Reimann
Raum BH-N 204
Tel. +49(0)30 314-72890


nach Vereinbarung