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Lokalisierung von Erdbeben

Lokalisierung seismischer Ereignisse an einem Geothermiestandort. Quelle: HD

Die Lokalisierung (Herdbestimmung, Ortung) erfolgt durch eine Auswertung der Erdbebenaufzeichnungen von einem seismologischen Messnetz.

Bei globalen Beben ist dies die Summe aller Erdbebenstationen, an denen das Ereignis auswertbar registriert wurde.

Bei lokalen Beben sind dies entsprechende lokale Stationen, die meist von öffentlichen Stellen (Diensten) betrieben werden. Mit diesen Netzen ist in entwickelten Ländern meist eine Lokalisierung aller Beben möglich, die eine Magnitude > 2 haben (Detektionsschwelle, Vollständigkeitsmagnitude, completness magnitude).

Die Lokalisierung erfolgt meist über die Auswertung der kinematischen (Laufzeit-) Informationen der aufgezeichneten Seismogramme. Hierzu werden in den Seismogrammen die Ankunftszeiten verschiedener Wellentypen abgelesen, im Wesentlichen die der Primär (P) und der Sekundär (S) Wellen. Zusätzlich kann die Einfallsrichtung der P-Welle aus einer Polarisationsanalyse der Bodenbewegung ermittelt werden. Neben diesen Ankunftszeiten ist ein (importiertes) Geschwindigkeitsmodell notwenig und die Genauigkeit der Lokalisierung hängt wesentlich von diesem Geschwindigkeitsmodell ab. Die Lokalisierungsgenauigkeit hängt von vielen Faktoren ab, ist aber bei öffentlichen Netzen selten besser als ± 2km. Dies gilt auch für die Herdtiefe.

Neben der absoluten Lokalisierung sind auch relative Lokalisierungen üblich, bei denen die relative Lage, also die Lage der Herde zueinander wesentlich genauer bestimmt werden kann. Bei kleinen Ereignissen im Bereich 10-100m. Methoden hierzu sind die Master Event Methode und die Double Differenz Methode (DDM).

Erlaubt ein besonders dichtes Messnetz eine ausreichend komplette Beschreibung des Wellenfeldes, kann dieses in den Quellpunkt rückpropagiert und dieser somit betimmt werden (back propagation). Diese modernen Wellenfeldmethoden gewinnen zunehmend an Bedeutung. Sie werden häufig auch als 'full waveform inversion' (FWI) bezeichnet.