Project

Discipline

Seismics; Inversion ; Tomography ; Numerical modeling

Lead
Detaillierte Kenntnisse des untiefen Untergrunds sind von fundamentalem Interesse für (i) die Ausbeutung von natürlichen Ressourcen, (ii) die sichere Lagerung von gefährlichen Abfällen, (iii) grosse Bauprojekte und (iv) die Abschätzung von Naturgefahren. Geophysikalische Methoden bieten dazu leistungsfähige Werkzeuge. Insbesondere die sogenannte “volle Wellenforminversion” kann detaillierte Bilder des Untergrunds liefern, was mit den bisherigen Methoden nicht möglich war. Unser Forschungsprojekt ist der methodischen Weiterentwicklung von Wellenforminversionsalgorithmen gewidmet, die für seismische Daten geeignet sind.
Lay summary
Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir unser Projekt in fünf Teilprojekte unterteilt. Teilprojekt 1 ist dem optimierten Experiment-Design gewidmet. Hier werden optimale Sender-Empfänger Konfigurationen gesucht, die mit einem minimalen Aufwand maximale Untergrundinformation liefern. Im Rahmen eines weiteren Teilprojekts werden die Effekte von der Oberflächentopographie auf seismische Daten untersucht. Teilprojekt 3 beschäftigt sich mit der anelastischen Dämpfung von seismischen Wellen, die vor allem im untiefen Untergrund sehr ausgeprägt sein kann. Des Weiteren werden systematische Fehler untersucht, die durch störende Seiteneffekte entstehen, wenn seismische Daten entlang Profilen aufgenommen werden. Schliesslich werden im letzten Teilprojekt die neu erarbeiteten Technologien mit verschiedenen Feldatensätzen getestet.

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Last update: 10.07.2014

Active participation

Self-organised

Title	Year

Number	Title	Start	Funding scheme

Detailed knowledge of the uppermost few tens to a few hundred metres of the Earth is critical for managing natural resources, safely disposing of dangerous waste, constructing major building projects and devising appropriate countermeasures for natural hazards. Geophysical methods offer powerful tools for exploring the shallow subsurface, but the spatial resolution offered by these methods is often inadequate. Seismic waveform inversions offer the possibility for imaging relevant subsurface structures with an unprecedented resolution, but this methodology is still in its infancy, and a number of problems have to be solved before it can be applied as a standard tool. In particular, there are specific problems related with full waveform inversions of shallow seismic data that have not yet been addressed adequately. Our proposal includes five research tasks that are concerned with some of these problems that are judged to be particularly acute. Task 1 is devoted to experimental design. We will establish survey layouts that allow the full information content offered by seismic data to be exploited in a cost-effective manner. With task 2 we will address the problems of topography that can have a significant effect on shallow seismic data, and task 3 will be devoted to handling intrinsic attenuation of seismic waves. Since shallow seismic data are predominantly acquired along 2D profile lines, it is important to appraise possible influences of structural variations perpendicular to such profiles. This will be addressed with task 4. Finally, the novel developments will be tested with two existing data sets acquired in the Okawanga delta in Botswana and on the Rhone glacier in the central Swiss Alps, as well as with a new data set to be collected in an area where 3D effects are expected to be pronounced (task 5). With the completion of this project it will be possible to offer seismic waveform inversion algorithms that will be very helpful for solving a number of problems of high societal relevance.