Distributed Acoustic Sensing - DAS
Wir verwenden faseroptische Messverfahren und insbesondere ortsverteilte akustische Dehnungsmessungen (Distributed Acoustic Sensing - DAS), um den Untergrund in einer Vielzahl von Umgebungen in Tiefenskalen von zehn Metern bis zu mehreren Kilometern abzubilden und zu überwachen. Indem wir sowohl bestehende Telekommunikationsnetze (dunkle Fasern) als auch angepasste Installationen in Bohrlöchern und Gräben nutzen, bearbeiten wir eine Vielzahl geowissenschaftlicher Fragestellungen, wie beispielsweise die geothermische Nutzung des Untergrundes sowie Vulkanüberwachung und Geophysik in urbanen Räumen.
In den letzten Jahren haben das Aufkommen und der neuartige Einsatz von Technologien für ortsverteilte faseroptische Messungen viele Anwendungsbereiche revolutioniert. Wir entwickeln insbesondere die seismische Datenerfassung (DAS – Distributed Acoustic Sensing) in unterschiedlichen Umgebungen, sowohl an Land als auch auf See. Die Technologien verwenden laserbasierte Abfrageinstrumente, die herkömmliche Telekommunikations-Glasfaserkabel in Ketten tausender, dichtgestaffelter Sensoren verwandeln, indem sie die ortsverteilte Dehnung (DAS) entlang des gesamten Kabels messen. Dazu wird das seismische Wellenfeld entlang des gesamten, oft Dutzende Kilometer langen Kabels kontinuierlich abgetastet und physikalische Parameter des Untergrundes mit einer räumlichen und zeitlichen Auflösung von wenigen Metern und Millisekunden auf sehr effiziente Weise gemessen.
In der Sektion „Geophysikalische Abbildung des Untergrunds“ des GFZ nutzen wir faseroptische Messverfahren zur Abbildung und Überwachung des Untergrunds in einer Vielzahl von Gebieten in Tiefen zwischen 10 Metern und mehreren Kilometern. Wir nutzen sowohl bestehende, ungenutzte Telekommunikations-Glasfaserkabel (dunkle Fasern), die in besiedelten Gebieten verfügbar sind, als auch zweckmäßig angepasste Installationen, bei denen wir unsere eigenen Glasfaserkabel in Bohrlöchern oder in flachen horizontalen Gräben für gezielte Experimente verlegen. Wir entwerfen und planen Experimente, erfassen Daten und entwickeln Algorithmen für die Datenanalyse und Interpretation. Unsere Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf die Anwendung ortsverteilter Dehnungsmessungen (DAS) für angewandte seismische Bildgebung und Überwachung des Untergrundes. Wir ergänzen unsere Experimente oft durch die Erfassung von ortsverteilten Temperatur- (DTS) und absoluten Dehnungsdaten (Deformation, DSS).
Unsere Forschungsthemen sind vielfältig und umfassen:
- Geoenergie und Georessourcen (geothermische Systeme und geologische Speicherung, geotechnische Überwachung von Bergbaulagerstätten)
- Charakterisierung und Überwachung von Vulkanen und vulkanischen Prozessen
- Oberflächennahe Überwachung und Charakterisierung des städtischen Untergrunds zur Eindämmung von Georisiken und für eine nachhaltige Entwicklung
Wir leiten und beteiligen uns an einer Vielzahl von nationalen, europäischen und internationalen Projekten und arbeiten an Standorten weltweit. Wir operieren auch gemeinsam mit anderen Arbeitsgruppen des GFZ und externen Partnern in mehreren Regionalobservatorien und priorisierten Forschungsstandorten des GFZ, wie z. B. dem Vulkan Ätna auf Sizilien, in Island und dem Geophysikalischen Observatorium an der Nordanatolischen Verwerfung (GONAF). Besuchen Sie unsere Projektseiten, um mehr zu erfahren!