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Geologische Untersuchungen an der Erdoberfläche von erdgashöffigen Gebieten geben weiteren Hinweis auf die Schichtenfolgen und das Vorhandensein von Erdöl- und Erdgaslagerstätten. Durch verschiedene geologische Vorgänge, z. B. Erosion oder Auffaltung im Lauf der Erdgeschichte, kann die Ausbildung der Erdoberfläche jedoch meist nicht unmittelbar in die Tiefe übertragen werden, und man benötigt geophysikalische Verfahren, um den tieferen Aufbau der Erdkruste zu erkunden. Die Verfahren der "angewandten Geophysik", die vorwiegend der Lagerstättenerkundung dienen, nutzen die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften der Gesteine bzw. der Gesteinsgruppen.
4. 1. Schweremessung
Mit dem gravimetrischen Verfahren ermittelt man durch eine besondere Waage oder ein Pendel Unterschiede in der Erdanziehung. Diese haben ihre Ursache in verschiedenen spezifischen Gewichten unter der Erdoberfläche, also oberhalb sehr dichten Gesteins verändert sich die Erdanziehungskraft.
4. 2. Seismische Verfahren (Reflexionsseismik)
Bei diesen seismischen Messungen werden im Erdboden künstliche Schwingungen oder Vibrationen (z. B. durch Sprengung) erzeugt, die sich in der Erdrinde wellenförmig vom Ausgangspunkt ausbreiten. Ähnlich wie sich Schallwellen in verschiedenen Medien mit verschiedenen Geschwindigkeiten ausbreiten, brauchen diese Erschütterungswellen zum Durchlaufen gleicher Wege in verschiedenen Gesteinsarten unterschiedlich lange Zeiten. Darüber hinaus werden diese Schallwellen an den verschiedenen Schichtgrenzen reflektiert, wie Lichtstrahlen an den Mediengrenzen zurückgeworfen werden oder wie das Echo an Felswänden abgelenkt wird. Je länger die Zeitspanne dauert, die von der Explosion bis zum Eintreffen des Echos an der Aufnahmestelle vergeht, umso länger war der Weg, das heißt, umso tiefer liegen die reflektierenden Schichtgrenzen.
Durch Sprengungen (Schußseismik) oder durch Vibrationen (Vibroseismik) werden an der Erdoberfläche künstliche Erschütterungen erzeugt, die sich wellenförmig in der Erdkruste nach allen Richtungen ausbreiten. Die unterschiedlichen Gesteinszusammensetzung bewirkt also, daß an den Gesteinsgrenzen durch die verschiedenen physikalischen Eigenschaften der Schichten ein Teil der Wellen zur Erdoberfläche reflektiert wird. Die entlang der Meßlinien ausgelegten Geophone, Mikrophonen ähnelnde Instrumente, nehmen diese Erschütterungen auf und wandeln sie in elektrische Impulse um. Diese Impulse werden von Computern in der Meßstation ausgewertet. Als Ergebnis liefert die Auswertung vertikale Schnitte durch die oberen Teile der Erdkruste, die es dem Geologen ermöglichen, auf die Tiefe, Form und Ausbreitung bestimmter Gesteinsschichten und das Auftreten möglicher Strukturen - also Fallen für Kohlenwasserstoffe - zu schließen. Endgültige Gewißheit erreicht man aber nur durch eine Probebohrung.
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