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Ziele

Im Rahmen des Projekts „DOSIS“ werden einerseits die Simulation elastischer Wellen mittels finiter Differenzen sowie die damit verbundene Full-Waveform-Inversion als auch die Fresnel-Volumen-Migration erweitert, so dass Anisotropie (Richtungsabhängigkeit physikalischer Parameter wie z. B. der Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen) als auch inelastische Dämpfung für eine detailgetreue Charakterisierung der komplexen Geologie im Bereich der „Asse“ berücksichtigt werden können. Die optimierte Kombination der Verfahren soll es dabei erlauben, rekonstruierte Multiparametermodelle (P- und S-Wellenausbreitungsgeschwindigkeit, Dichte, Qualitätsfaktoren zur Beschreibung inelastischer Dämpfung sowie Anisotropieparameter) mit hoher Auflösung zu erstellen sowie möglichst effizient zu testen, um ein detail- und lagegetreues Strukturabbild des Untergrundes zu erhalten. 

Es wird erwartet, dass sich aus der verbesserten räumlichen Auflösung der physikalischen Parameter und einem gut fokussierten Strukturabbild im Vergleich zu klassischen Tiefenabbildungsverfahren neue Erkenntnisse und Aussagen über die geologische Struktur unterhalb der „Asse“, insbesondere über die äußere Form der Salzstruktur und die Flankenbereiche des Salzsattels aber gegebenenfalls auch über die vermutlich sehr heterogenen Bereiche im Innern des Salzsattels, gewinnen lassen. Des Weiteren erlaubt eine Multiparameterabbildung im Idealfall eine verbesserte Gesteinscharakterisierung bezüglich des Spannungszustandes (Anisotropie) und Indizien für mögliche Fluidwege (Poisson-Verhältnis, Dämpfung) sowie die Bestimmung der elastischen Module des Untergrundes anhand von seismischen Messungen an der Erdoberfläche. 

Die Ergebnisse können in Zukunft für die Beantwortung diverser geowissenschaftlicher Fragestellungen, z. B. der Bewertung und Analyse des Spannungszustandes oder dem Auftreten von Mikroseismizität, eine wichtige Rolle spielen und zusätzliche Informationen für eine gemeinsame Interpretation liefern. Ferner bilden sie zusammen mit weiteren geowissenschaftlichen und geotechnischen Untersuchungen eine wichtige Grundlage für die Planung der Rückholung radioaktiver Abfälle aus dem nuklearen Endlager „Asse“ durch eine präzisere Lagebestimmung von Grenzflächen und der Charakterisierung von Heterogenitäten. Die im Projekt entwickelten Methoden und Verfahren sowie durch Tests gewonnene Erfahrungen können in Zukunft für die übertägige Erkundung von anderen Standorten der Wirtsgesteine Salz in flacher Lagerung, Salz in steiler Lagerung und Tongestein verwendet werden.  

Projektinhalt (TUBAF)

  • Weiterentwicklung der Fresnel Volumen Migration
    • für Anisotropie
    • Berücksichtigung der Dämpfung 
    • MVA
  • Optimierung der Datenbearbeitung
  • Ersteinsatztomographie

Laufzeit

12/2021 - 11/2024

Tagungsbeiträge

  • 2023 DGG, Präsentation: Development of a high-resolution seismic imaging workflow in the frame of nuclear waste disposal 
  • 2023 EGU, Poster: Development of an optimized, combined and high-resolution imaging method for the site investigation of radioactive repositories (DOSIS) 
  • 2023 Arbeitskreis Seismik, Präsenation: DOSIS Projektvorstellung 
  • 2024 DGG, Poster: 3D High-Resolution Velocity Model Building for the Characterization of a Nuclear Waste Disposal Site (Asse, Lower Saxony) 
  • 2024 DGG, Präsentation: Advancing seismic imaging: Fresnel volume migration in anisotropic and anelastic media 
  • 2024 EGU, Poster: Advancing seismic imaging: Fresnel volume migration in anisotropic and anelastic media