Starseite Geophysik in Jena Institut für Geowissenschaften Friedrich-Schiller-Universität Jena

Forschung - Projekte - Kooperationen


Seismologie:

Die seismologischen Aktivitäten in Moxa sind eng mit dem regionalen TSN und dem bundesweiten GRSN verbunden. Darüber hinaus bestehen Kooperationen mit verschiedenen Institutionen, so dass die in Moxa anfallenden seismologischen Daten und deren Auswertung in einem breiten Rahmen genutzt werden. Stichwortartig lassen sich folgende Verknüpfungen nennen:

  • Deutsches Regionales Seismologisches Netz ( GRSN; seit 1992)
  • Thüringer Seismisches Netz (TSN)
  • Seismoverbund
  • TLUG Weimar
  • Stausee Hohenwarte
  • Vogtland - Schwarmbebengebiet
  • SIOS Laser-Seismometer

Die letztgenannte Industrie-Kooperation mit der Firma SIOS in Ilmenau konzentrierte sich in den Jahren 2002 und 2003 auf die Entwicklung und den Bau eines Laser-Seismometers, dass zur Zeit im Observatorium zu Testzwecken registriert. Diese Arbeiten wurden als Projekt vom Land Thüringen gefördert. Diese Kooperation wurde in den folgenden zehn Jahren vor allem für die Entwicklung von Laserstrainmetern ausgebaut.
Am Observatorium Moxa wird täglich eine seismologische Erstauswertung vorgenommen und ein Tagesbericht verfasst. In Jena wurde bis 1985 diese Auswertung erweitert, Monatsberichte erstellt und abschließend ein Bulletin verfasst. Zusätzlich existiert in Moxa und Jena ein umfangreiches seismologisches Archiv, das ca. 100 Jahre zurückreicht. Dieser seismologische Schatz wird immer wieder von Kollegen aus verschiedensten europäischen Institutionen für spezielle seismologische Ereignisse angefragt.

Langperiodische Geodynamik:

Langperiodische geodynamische Signale werden als Änderungen des Erd-Schwerefeldes und als Deformationen beobachtet und analysiert. Hierfür stehen verschiedene Gravimeter, Strainmeter und Neigungsmesser zur Verfügung.

Gravimetrie:

  • Das supraleitende Gravimeter SG No. CD-034 (2-Kugelsystem, GWR) registriert seit Ostern 1999 im Observatorium und ist Bestandteil des Global Geodynamics Project (GGP). Wartungs- und Reparaturarbeiten werden in Kooperation mit dem BKG und der Festkörperphysik der FSU - Jena vorgenommen.
  • Das Erdgezeiten-Gravimeter ET-18 (LaCoste & Romberg) beobachtet parallel zum CD-034 die Gezeiten der festen Erde und die Erdeigenschwingungen nach großen Erdbeben. Es wurde bereits z.B. in Skandinavien und Grönland eingesetzt und steht weiterhin für den mobilen Einsatz im Rahmen von Forschungsprojekten bereit. Seit Herbst 2011 registriert es im Rahmen des INFLUINS-Projekts bei den Stadwerken in Erfurt.
  • Die vorhandenen Feldgravimeter D-187, G-896 (LCR mit FB) werden vorwiegend in der Lehre eingesetzt. Diese Gravimeter wurden auch für hydro-gravimetrische Untersuchungen, mit Wiederholungsmessungen im MikroGal-Bereich verwendet.

Strain:

Die Strainmeter werden seit einigen Jahren als langperiodische Mess-Systeme, vor dem Hintergrund eines intensiven Austauschs mit den en ungarischen Kollegen Prof. Mentes, Sopron und Prof. Varga, Budapest betrieben.

  • Die NS & EW Quarzstrainmeter (ca. 26 m Länge) sind im Stollen des Observatoriums installiert. Die seit knapp 40 Jahren bestehende Installation wurde nach 1998 bezüglich der Aufhängungen und der Abgriffsysteme erneuert. Einzelheiten dazu sind in der Diplomabeit von Jan Exß beschrieben.
  • Das diagonal orientierte Laserstrainmeter verbindet die Enden der Quarzrohre. Der Laserstrahl läuft über eine Länge von ca. 38 m Länge im horizontalen Bohrloch. Erste Zeitreihen und Analysen sind in der Diplomarbeit von Andrea Walther ausgeführt.
  • Die mobilen Meterstrains, von denen 3-Stück im Observatorium existieren, wurden bislang nur zu Testzwecken eingesetzt. Dabei zeigte sich, dass selbst für eine so kleine Basislänge die Gezeiten noch mit hohem Signal/Rausch-Verhältnis beobachtet werden können.

Die Daten und Ergebnisse der Strainmeter stellen gemeinsam mit den Daten des langperiodischen Seismometers STS-1 ideale Randbedingungen für geodynamische Modellierungen zu Luftdruck-Effekten dar.

Neigung:

Am Observatorium Moxa existieren zahn ASKANIA Bohrlochneigungsmesser (ABNM) und als Leihgabe ein LCR-Pendel. Es sind zwei 50 m und eine 100 m tiefe Bohrung für die ABNM vorhanden. Zusätzlich gibt es eine 50 m tiefe Grundwasserbohrung.
Ein ABNM wurde in der Zeit von 1997 bis Mitte 1999 im japanischen Observatorium Nokogirijama in der Nähe von Tokio eingesetzt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen finden Sie hier. Von den ABNM waren von 2003 bis 2006 fünf Instrumente an der KTB, zur Beobachtung von fluidinduzierten Deformationen eingesetzt. Dieses DFG-geförderte Projekt stellte eine Kooperation mit der Uni-Göttingen (Prof. Sauter) und dem GGA-Institut (Prof. Kümpel) dar. Ein weiteres Pendel ist in einem 50 m Bohrloch installiert. Die Bohrlöcher in Moxa erlauben keine optische Vermessung des Azimuts der ABNM. Es wurde daher eine Methode zur Azimut-Bestimmung mittels seismologischer Daten, die sowohl am Pendelkopf als auch an der Erdoberfläche gemessen werden, entwickelt.

Weitere Sensoren und Projekte:

Wetterstation:

Zur Korrektur und Kontrolle der langperiodischen Zeitreihen werden mittels einer Wetterstation diverse Wetterdaten gemessen. Die Wetterparameter werden im 10 Sekundentakt gesampelt und die Tagesdateien nachts zum Geowissenschaftlichen Institut in Jena übertragen. Der Datensatz umfasst derzeit folgende Parameter:

  1. Luftdruck (außen)
  2. Niederschlag
  3. Windgeschwindigkeit
  4. Temperatur (außen)
  5. Luftfeuchtigkeit
  6. Taupunkt
  7. Mischung (5.pro kg)
  8. Windrichtung
  9. Luftdruck (Stollen)
  10. Temperatur (Stollen)
  11. Temperatur (Seismometerraum)
  12. Temperatur (Pendellabor)
  13. Luftdruck (Diff.: außen - innen)
  14. Lux-Sonde (Dachinstallation)
  15. Schneekissen (Dachinstallation)

Hydrologie:

In den vergangenen Jahren wurde in der direkten Umgebung des Observatoriums ein hydrogeologisches Messnetz aufgebaut. Die eingesetzten Diver sind in Tiefen zwischen 60 cm und 2.30 m installiert. Ziel ist es, ein hydrogeologisches Modell für Moxa zu erstellen, um eine verbesserte Korrektur der Hydro-Einflüsse in gravimnetrischen Zeitreihen zu ermöglichen. Umgekehrt soll untersucht werden, inwieweit gravimetrische Daten geeignet sind, hydrogeologische Modelle zu verbessern. Die Untersuchungen werden im Rahmen von Kooperationen mit Hydrogeologen der Universitäten in Wageningen (Niederlande), Göttingen und Jena realisiert.

 

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