Gravimetrie (Schwerkraft-Messungen, Messungen der Schwere)

In der Gravimetrie misst man mit hochempfindlichen Messgeräten die geringfügigen Schwerkraft-Änderungen, die von Dichteunterschieden im Untergrund hervorgerufen werden.

Bei Dichteunterschieden zeichnen sich z.B. folgende Gruppierungen aus: Lockergesteine und Festgesteine, saure und basische bzw. utrabasische Kristallin-Gesteine, dichte und poröse Gesteine, wasserfreie und wasserführende Gesteine, Erze, Salzgesteine. Empirisch wird eine grobe Korrelation zu den Geschwindigkeiten elastischer Wellen der Seismik festgestellt.

Messgeräte heißen Gravimeter, in denen nach dem Prinzip der Federwaage mikroskopisch kleine Auslenkungen einer Probemasse registriert werden; sie sind Wunderwerke der technischen Mechanik. Moderne Gravimeter besitzen eine derart große mechanische Stabilität und Präzision, dass je nach Geländeverhältnissen ein beachtliches Tagespensum an Messstationen erzielt wird.


Ein verbreitet eingesetztes Gravimeter (LaCoste & Romberg)

Eine neue Generation von Gravimetern (Scintrex)


… und ein beinahe museales Instrument (WORDEN) aus der Frühzeit des Gravimeterbaus.

Vielfach zu Unrecht wird die Gravimetrie in der angewandten und praktischen Geophysik vernachlässigt. Dabei ist sie bezüglich einer Eigenschaft fast allen anderen Verfahren der Geophysik überlegen: Schweremessungen können unbeschadet von Verkehr, Bebauung, Versorgungsleitungen, versiegelten Böden praktisch überall durchgeführt werden. Das kommt insbesondere im Bereich der Umweltgeophysik zum Tragen, wo die Erkundung geologischer Strukturen in bebauten Arealen mit Geomagnetik, Geoelektrik, aber auch Seismik auf unüberwindbare Hindernisse stoßen kann.

Im Zusammenhang mit der Tiefen-Seismik in der Erdöl-/Erdgas-Exploration und der Tiefengeothermie kommt ihr eine wesentliche Rolle als Verfahren der geophysikalischen Vorerkundung zu, obgleich ihr unbestreitbarer Wert in der Tiefengeothermie unverständlicherweise nur zögerlich anerkannt wird und z.T. auf unbegründete Ablehnung stößt.

Mülldeponie

Gravimetrie: Bouguer-Schwerekarte (Ausschnitt) über einer mit Müll verfüllten Tongrube.

Geologie: Strukturerkundung

Strukturerkundung als Ergänzung zur geologischen Kartierung. Oben: Bouguer-Schwerekarte mit merklichem tektonischen Relief der Festgesteine. Unten: In der Karte der zweiten horizontalen Ableitung dokumentieren sich die tektonischen Hauptrichtungen (nicht die Lage der Störungen selbst!).

Tiefe Geothermie

Gravimetrie als geophysikalische Vorerkundung zur Tiefenseismik: Tiefengeothermie im Oberrheintalgraben. Das Bild zeigt in einer Pseudo-3D-Darstellung eine Schwerefläche, die primär den Kontrast der tertiären Grabenfüllung mit relativ geringer Dichte zum Kristallingestein mit hoher Dichte widerspiegelt. Man erkennt den großen Sprung an der Süd-Nord verlaufenden inneren Grabenrandverwerfung, die plötzlich mit einem scharfen Knick in eine ost-westliche Streichrichtung umbiegt, ferner eine Fülle weniger ausgeprägter tektonischer Strukturen.