LIAG-Institut für Angewandte Geophysik

Für seismische Messungen zur Erkundung der Beschaffenheit des Untergrundes werden Geophone eingesetzt. Die Besonderheit des Exponats ist, dass das Geophongehäuse transparent ist. So ist zu sehen, wie robust und doch empfindlich diese Signalaufnehmer sind. Interessierte können versuchen das Geophon ruhig zu halten. Schnell wird deutlich, dass dies unmöglich ist. Mit bloßem Auge ist erkennbar, dass die Spule an den Federn permanent kleinste Bewegungen um einen Magneten ausführt. In Kombination mit einem LED-Oszilloskop werden Wellen beim Stampfen oder Hüpfen auf dem Boden direkt sichtbar gemacht. Es wird auch deutlich, wie herausfordernd es im Berufsleben von Geophysikerinnen und Geophysikern sein kann, Messungen durchzuführen, wenn bereits kleinste Bewegungen diese beeinflussen.

In die Erde „hören“ klingt komisch? In der Seismik produzieren wir durch hörbare Vibrationen Wellen und beobachten, wie sie sich im Untergrund ausbreiten. Der am LIAG entwickelte ELVIS ist zwar nur so groß wie eine Schubkarre, hat es aber in sich: Dieses seismische Gerät, das praktisch in einen Kofferraum passt, trägt trotz der Handlichkeit dazu bei, die ersten 200 Meter des Untergrundes sehr genau zu untersuchen. Wichtig ist das unter anderem für die Erforschung von Geogefahren wie beispielsweise Bruchzonen (Störungen) mit Erdbebenpotenzial im Untergrund, sowie von Grundwasser oder für die Suche nach sicherem Baugrund. Lass dich von ELVIS durchrütteln und erlebe, wie sich die Wellen ausbreiten!

Welches Potenzial bietet die Drohnen-Geophysik für das Finden, Erkunden und Abbilden von Rohstoffen und Grundwasser? Drohnen haben in der Forschung viele Vorteile. Das LIAG-Institut für Angewandte Geophysik stellt ein neuartiges drohnenunterstütztes Messsystem vor, mit dem der Untergrund mittels elektromagnetischer Felder bis in einen Kilometer Tiefe durchleuchtet werden kann. Dieser Ansatz ermöglicht es den Forschenden beispielsweise die Ressourcen unserer Erde aus der Luft zu finden, ihren Umfang zu erkennen, ihre nachhaltige Nutzung zu ermöglichen, aber auch Gefährdungen wie beispielsweise Versalzungen zu erkennen, die unser Grundwasser bedrohen. Die beachtliche Drohne (Umfang 1,5 Meter) wird mit der Messkonstruktion ausgestellt. In einem Flugsimulator können Besucherinnen und Besucher selbst die Drohne fliegen lernen.

Ein Magnetfeld bringt einen kleinen Körper zum Schweben. Schon winzige zusätzliche Gewichte, zum Beispiel Büroklammern, verändern die Lage minimal. Das Exponat soll aufzeigen, wie extrem empfindlich Messsysteme sein müssen, um Veränderungen im Untergrund zu erkennen. In der Geophysik messen wir beispielsweise mit Gravimetern kleinste Veränderungen im Gravitationsfeld der Erde, die auf die zeitliche Veränderung von Massen im Untergrund zurückgehen. Die Instrumente registrieren also kleinste Veränderungen von geologischen Strukturen im Untergrund, beispielsweise ausgelöst durch Wasser oder andere Fluide. Mach mit: Beeinflusse mit kleinen Gewichten die schwebenden Magnete und lege nacheinander kleine Gewichte dazu!

Schwingungen kann man nicht sehen – oder doch? Schaut euch Chladni-Figuren an: Wenn eine Platte schwingt, zum Beispiel angeregt durch Schallwellen, formt sich Sand zu beeindruckenden Mustern, diese werden Chladni-Figuren genannt. So wird sichtbar, wie sich Wellen ausbreiten und wo keine oder nur schwache Schwingungen auftreten. Schwingungen mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften erzeugen verschiedene Muster: Das Exponat visualisiert so, wie mit unterschiedlichen Frequenzen verschiedene Wellen ausgesendet werden können. Diesen Fakt nutzen Forschende, um Abbilder vom Untergrund zu bekommen und so mehr über unsere Erde zu erfahren. Und nun mach doch selbst! Finde heraus, wie sich Muster verändern, wenn Frequenz oder Lautstärke wechseln.