Das Tannwald Becken, zwischen Biberach und Bad Waldsee (Baden-Württemberg), entstand während der Eiszeiten im Mittleren und Späten Pleistozän als übertieftes Tal durch mehrfache Eisvorstöße des Rhein-Gletschers (Ellwanger et al., 2011). In diesem Gebiet hat das LIAG drei Bohrlöcher, zwei Spülbohrungen und eine Kernbohrung, abgeteuft. Diese einmaligen Bohrungen bieten die Möglichkeit hochauflösende seismische Messungen durchzuführen, um die Beckensedimente im Detail zu charakterisieren und die Sedimentationsprozesse zu verstehen.

Seismische Methoden und Inversion

Für das Projekt führt das LIAG seismische Messungen zwischen den Bohrlöchern (crosshole seismic) im Tannwaldbecken durch. Solche Crossholedaten enthalten höhere Frequenzen als konventionelle Reflexionsseismik, die an der Oberfläche akquiriert wird, da dort die Verwitterungsschicht in den ersten Metern die hohen Frequenzen im seismischen Signal stark dämpft. Eine Laufzeittomographie der Ersteinsätze der Crossholedaten liefert eine erste Verteilung der seismischen Parameter im Untergrund. Anschließend werden wir auf dieser Basis das gesamte Wellenfeld invertieren (full waveform inversion), um eine Verbesserung der Auflösung zu erzielen.

Die hohe Auflösung ist notwendig, um geringe Unterschiede in den seismischen Geschwindigkeiten abzubilden, die auf seismische Anisotropie hinweisen und in vorherigen Oberflächenmessungen nicht aufgelöst werden konnten. In einem anisotropen Medium hängt die Wellengeschwindigkeit von der Ausbreitungsrichtung und/oder von der Schwingungsrichtung der Wellen ab. Wellen, die sich horizontal durch das Medium ausbreiten, versprechen mehr Informationen über eine mögliche seismische Anisotropie zu liefern als die meist vertikal verlaufenden Wellen, die an der Oberfläche aufgezeichnet werden. Darüber hinaus sollen weitere seismische Bohrlochmessungen mit verschiedene Geometrien (z. B. walk-away VSP, walk-around VSP) dazu beitragen, die geschätzte seismische Anisotropie auch von der Oberfläche ermitteln zu können. Ziel ist es, aus seismischer Anisotropie und sedimentologischen Informationen der Bohrlöcher, Rückschlüsse auf Sedimentationsprozesse zu ziehen, was zum Verständnis der Entwicklung übertiefter Täler beiträgt.