Die ambient noise interferometry (ANI) oder ambient noise tomography (ANT) ist eine Methode, um ein Abbild (image) des Untergrundes mit Hilfe einer Umgebungsgeräuschquelle (noise) zu erhalten. Daten, die von mehrere Stationen in einem Gebiet über längere Zeit aufgezeichnet werden, können miteinander kreuzkorreliet werden (je 2 Stationen), was zu einer synthetischen Impulswelle führt mit einer der beiden Stationen als Quelle. Diese Impulswelle wird als Greensche Funktion bezeichnet. Mit mehreren Greenschen Funktionen, die ein bestimmtes Gebiet abdecken, können kann ein tomographisches Bild des Untergrundes erstellt werden.
Seismische Bodenunruhe (noise) ist eine Überlagerung vielfältiger seismischer Welle, die durch menschliche und umweltbedingte Aktivitäten erzeugt werden. Einige der seismischen Noisequellen sind atmosphärische Aktivitäten, Meereswellen usw. Diese Wellen breiten sich in alle Richtungen aus und treten zufällig auf. Dennoch liefert diese Art von Welle Informationen über das Medium, das sie durchquert hat (Sneider und Wapenaar, 2010)1. Dieser UmgebungsNoise wird von Oberflächenwellen dominiert. Aufgrund des geringen Eindringens der Oberflächenwelle in größere Tiefe ist diese Art von Welle für Explorationszwecke nur für Oberflächennahe Schichten geeignet. Für die Exploration im Bereich Erdöl/ Erdgas und Tiefe Geothermie ist diese Methode nicht geeignet.
Seit aus der Explorationsseismik sog. nodes als kabel-unabhängige Messgeräte mit Dauerregistrierung zur Verfügung stehen, werden derartige Geräte auch in der Passiven Seismik eigesetzt. Üblich ist hier die Bezeichnung nodal ambient noise tomography (NANS).
Um das seismische Umgebungsrauschen zu verarbeiten, hat Wapenaar (2010) eine Methode entwickelt, die als seismische Interferometrie bezeichnet wird. Die seismische Interferometrie ist eine Methode zur Erzeugung neuer (synthetischer) seismischer Wellen durch Kreuzkorrelation zweier seismischer Aufzeichnungsdatensätze2.
Es werden als Grundelement 2 seismische Stationen genutzt, die von seismischen Noisequellen umgeben sind. Beide Stationen zeichnen alle seismischen Bodenbewegungen auf und erzeugen eine seismische Aufzeichnung (Registrierung). Diese Aufzeichnungen sind Aufzeichnungen von seismischem Noise in mehreren Richtungen. Beide Stationsaufzeichnungen wurden dann kreuzkorreliert, wodurch eine neue seismische Aufzeichnung erzeugt wird. Die Ergebnisse der Korrelation liegen in vielen Azimutalrichtungen vor. Anschließend werden alle Azimutwerte summiert, was eine Impulsantwort ergibt. Diese Impulsantwort ist allgemein als Greensche Funktion bekannt. Da die Quelle von Oberflächenwellen dominiert wird, sind diese Green'schen Funktionen dispersiv. So kann bei der Verwendung viele Stationspaare eine Oberflächenwellen-Tomographie durchführt werden. Die Oberflächenwellen-Tomographie ergibt eine3D-Abbild der seimischen Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Frequenz und damit indirekt von der Tiefe.
Zu Anwendung in der Geothermie siehe passive Seismik. Methoden, wie NANT werden in letzter Zeit (2025) umfangreicher eingesetzt. Deren Aussagekraft gilt es noch abzuwarten.
1. Sneider, R. dan Wapenaar, K. (2010): Bildgebung mit Umgebungsgeräuschen, Physics Today, 63, 44-49.
2. Wapenaar, K., Draganov, D., Snieder R., Campman, X., Verdel, A. (2010): Tutorial on seismic interferometry: Part 1 - Basic principles and applications, Geophysics, 75, 75A195-75A209
Bai Yiming, Shijie Hao, Jinyun Xie, Mijian Xu, Xiao Xiao, Jing Chen, Chun Fei Chey, Dongdong Wang, Ping Tong: Geothermal potential in Singapore explored with non-invasive seismic data:
In: Engineering Geology Nummer 343 (2025), S. 107968, https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2025.107968
Weitere Literatur siehe:
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