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Dämpfung (Seismik)

Der Basisbaustein der seismischen Exploration ist ein Seismogramm, dass die durch einen Erschütterungseintrag an einer Quelle die am Empfänger auftretenden Erschütterungen als Funktion der Zeit wiedergibt. Die dort aufgezeichneten Erschütterungen werden mit zunehmendem Abstand zur Quelle kleiner. Der Begriff Dämpfung beschreibt dieses Kleinerwerden zusammenfassend.

Für die Abnahme der Schwingungs-Amplituden mit der Quell-Empfänger Entfernung (offset) sind eine Vielzahl physikalischer Gründe verantwortlich. Beispiele sind

  • Geometrische Amplitudenabnahme (geometrical spreading)
  • Absorption
  • Streuung (scatter)

In einem homogen isotropen Raum breiten sich Wellen kugelförmig aus, dabei nimmt die Kugeloberfläche, auf die sich die Wellenenergie verteilt mit dem Quadrat des Radius (Quellentfernung) zu. Die Energiedichte nimmt also 1/r2 (r = offset) ab. Da die Energiedichte proportional zum Quadrat der Amplitude ist, nimmt die Amplitude mit 1/r ab. Dies ist die geometrische, frequenz-unabhängige Amplitudenabnahme.

Auf dem Weg durch das Gestein wird kinetische Wellenenergie in Wärme umgewandelt, was zu einer weiteren Amplitudenabnahme führt. Dies ist die Absorption. Sie ist frequenzabhängig, höhere Frequenzen werden stärker absorbiert. Oft angenommen wird ein linearer Zusammenhang mit der Frequenz (constant Q). Die Absorption ist zwangsläufig mit Dispersion verbunden. Die Ausbreitungsgeschwindigkeiten der Wellen sind in absorbierendem Material frequenzabhängig.

Streuung an Störkörpen mit geometrischen Dimensionen kleiner als die Wellenlängen sind ein weiterer Grund für Amplitudenabnahme. Absorption und Streuung lassen sich oft schwer unterscheiden.

In einem inhomogenen und anisotropen Untergrund sind die Verhältnisse wesentlich komplizierter und können nur durch Modellierung bearbeitet werden. Hier sind auch Amplitudenzunahmen bei größerem Offset möglich (Fokussierung).

zuletzt bearbeitet März 2020