Techniklexikon

Refraktionsseismik

Umwelt- und Geophysik, Verfahren zur Erkundung der elastischen Eigenschaften der Erdkruste mit künstlich angeregten seismischen Signalen ähnlich der Reflexionsseismik. Dieses Verfahren wird einerseits zur Untersuchung oberflächennaher Bodenschichten in der Ingenieurgeophysik, andererseits zur Ermittlung der Geschwindigkeits-Tiefenverteilung der gesamten Erdkruste angewandt.

Es beruht auf der Tatsache, dass an einer ebenen Schichtgrenze mit positivem Geschwindigkeitssprung v₂ > v₁ beim kritischen Einfallswinkel , für den  gilt, eine im unteren Medium entlang der Schichtgrenze mit v₂ laufende Welle in der oberen Schicht eine Kopfwelle mit sich zieht, die an der Oberfläche beobachtbar ist. Diese Welle wurde erstmals von L. Mintrop für die Geophysik nutzbar gemacht und wird deshalb auch als Mintrop-Welle bezeichnet. Sie enthält Informationen über die Wellengeschwindigkeit unter der Schicht und über die Tiefe der Grenzfläche. Das Verfahren kann auch auf mehrfach geschichtete Medien und geneigte und gekrümmte Schichtgrenzen angewandt werden.

Die Anregung der Signale kann für oberflächennahe Bodenschichten durch Hammerschlag erfolgen, bei Tiefensondierungen der Erdkruste sind Sprengungen mit Ladungen bis zu einigen Tonnen erforderlich. Die Beobachtung des Wellenfeldes erfolgt mit Geophonen entlang von Profillinien bis in mehrere hundert Kilometer Entfernung. In vielen Regionen der Erde wurde auf diese Weise die Krustenstruktur erforscht.