LIAG
 

Forschungsbohrung 2013


Zielsetzung

Abb. 1: Das Untersuchungsgebiet mit den Erdfällen Flottbek Markt und Wobbe See. Es wurden reflexionsseismische (gelb: P-, rot: S-Wellen) und gravimetrische (Gr) Profile vermessen; vorhandene Bohrungen (blaue Punkte, Tiefen in m) sind markiert.

Die Forschungsbohrung in Hamburg-Flottbek soll in einem Gebiet abgeteuft werden, das verschiedene Erdfall-Strukturen beheimatet und wo wiederholt Mikroseismizität aufgetreten ist (Abb. 1).  Der Stadtteil liegt auf der Westflanke des Othmarschen-Langenfelde Diapirs, der sich von nördlich der Elbe bis nach Schleswig-Holstein hinein erstreckt.  Es wird vermutet, dass hier Lösung von Salz oder anderen löslichen Gesteinen in der Tiefe stattfindet.
Die geophysikalische Identifikation und Charakterisierung von Subrosionsstrukturen und -prozessen steht als Zielstellung der Forschungsbohrung im Vordergrund.  Es sollen dazu zwei eng benachbarte Bohrungen bis etwa 150 m Tiefe niedergebracht werden, die neue geophysikalische Messungen und später eine seismologische Überwachung ermöglichen.
 

Bisherige geophysikalische Messungen

Abb. 2: Datenaufnahme im Messgebiet mit Scherwellenvibrator (source) und Geophonschlauch (land streamer).

Erste Messungen wurden mit der Scherwellenseismik unternommen (Abb. 2). Nach der Datenauswertung zeigen sich Schichten im Untergrund, die in der Mitte des Profils tiefer reichen und dicker sind. Zwischen 40-70 m Tiefe ist ein starker Reflektor zu erkennen, der durch vertikale Versätze unterbrochen ist. Das im April 2009 aufgetretene Mikrobeben trat vermutlich entlang einer dieser Versätze auf. Diese abgebildete, bisher unbekannte tiefe Senkenstruktur hat im Messgebiet Wurzeln bis in 80 m Tiefe und ist das Ergebnis eines lang anhaltenden Prozesses. Zur Klärung der Natur des starken Reflektors und für die Abschätzung der Absenkungsraten ist die geplante Forschungsbohrung wichtig.

Abb. 3: Tiefenstruktur am Othmarschen-Langenfelde Diapir.

Die P-Wellenseismik zeigt ergänzend tiefere Schichten und Strukturen, die im Westen meist tiefer reichen (unteres Diagramm in Abb. 3, z.B. grün markierte, kontinuierliche Schichtgrenzen). Zwischen 150-180 m Tiefe ist ein schwacher Reflektor zu erkennen, der vermutlich die Oberkante des Salzstocks anzeigt (Abb. 3; rot gestrichelte Linie). Dies wird durch die gravimetrische Messung unterstützt, die generell die Schwerewirkung des Untergrunds anzeigt und nach Westen stärker negativ wird (Abb. 3, oberes Diagramm). Hier kann die Forschungsbohrung weitere Kalibrierungen und die Ansprache der Oberkante des Salzes ermöglichen.

Relevante Literatur

  • Dahm, T., Heimann, S., Bialowons, W., 2011. A seismological study of shallow weak micro-earthquakes in the urban area of Hamburg city, Germany, and its possible relation to salt dissolution. Natural Hazards, 58 (3), 1111-1134; doi: 10.1007/s11069-011-9716-9.
  • Krawczyk, C.M., Polom, U., Trabs, S., Dahm, D., 2011. Sinkholes in the city of Hamburg – New urban shear-wave reflection seismic system enables high-resolution imaging of subrosion structures. Journal of Appl. Geophysics, 78, 133-143; doi: 10.1016/j.jappgeo.2011.02.003.
  • Reuther C.D., Buurman N., Kühn D., Ohrnberger M., Dahm, T., Scherbaum, F., 2007. Erkundung des unterirdischen Raums der Metropolregion Hamburg – Das Projekt HADU (Hamburg, a dynamic underground). Geotechnik, 30, 11-20.