Lead
Prof. Dr. Hansruedi Maurer, Institute of Geophysics, ETH Z├╝rich

Lay summary

Detaillierte Kenntnisse des untiefen Untergrunds (die obersten 100 bis 200 m) spielen eine wichtige Rolle für viele Probleme, die von hoher gesellschaftlicher Bedeutung sind (z.B. Hanginstabilitäten, Grundwasserprobleme, Geothermie und Wasserkraft, grössere Untertagebauten und Lagerung radioaktiver Abfälle). Um hochauflösende Untergrundbilder zu erhalten, werden im Rahmen von diesem Projekt neue geophysikalische Methoden entwickelt. Volle Wellenforminversion (engl. “full waveform inversion“ (FWI)) von seismischen Daten hat zurzeit das grösste Potential, um dieses Ziel zu erreichen, aber es sind methodologische Verbesserungen nötig, damit diese Technik für die Charakterisierung des untiefen Untergrunds eingesetzt werden kann. Insbesondere wird eine neuartige Modellparametrisierung des Untergrunds entwickelt werden, die es erlaubt, dem räumlich variablen Auflösungsverfahren von FWI Rechnung zu tragen. Damit werden die Resultate nicht nur stabiler, sondern der Rechenaufwand kann auch deutlich erniedrigt werden. Ein weiterer wichtiger Aspekt der methodischen Entwicklungen betrifft das optimierte Experimentdesign. Hier wird versucht, mit einem Minimum an Messpunkten ein Maximum an Untergrundinformation zu gewinnen. Erste Untersuchungen haben gezeigt, dass diesbezüglich substantielle Einsparungen bei der Datenaufnahme, sowie auch der Datenauswertung möglich sind. Die kombinierte Anwendung von optimierter Modellparameterisierung und Experimentdesign werden die Anwendbarkeit von FWI für untiefe Strukturen massiv erhöhen. Zurzeit werden vorwiegend 2D Untersuchungen entlang einzelner Profile durchgeführt. Mit den Neuentwicklungen werden in Zukunft auch 3D Charakterisierungen mit einem vertretbaren Aufwand machbar werden.