In unserer Arbeitsgruppe nutzen wir gestreute seismische Wellen und das seismische Umgebungsrauschen, um Strukturen und Prozesse in der festen Erde zu untersuchen. Beide Arten von Signalen werden in der klassischen Seismologie oft als störend betrachtet, können aber in Wirklichkeit nützliche und ergänzende Informationen liefern.

Streuwellen werden durch die Heterogenität der Erde verursacht, die von der Größe der Kontinente bis hinunter zur Größe der Mineralkörner in einer Gesteinsprobe reicht. Während wir mit seismologischen Techniken Strukturen ab einer bestimmten Größe abbilden können, beeinflussen Strukturen, die kleiner als diese Auflösungsgrenze sind, die seismischen Wellen in einer komplexen Weise, die mit klassischen Mitteln nicht beschrieben werden kann. Diese gestreuten Wellen sind integraler Bestandteil eines jeden hochfrequenten Seismogramms und verursachen komplexe Wellenzüge, die jede seismische Phase (direkte und an Grenzflächen reflektierte oder konvertierte Phasen) als Coda begleiten. Da gestreute Wellen das Ausbreitungsmedium auf Längenskalen unterhalb der Auflösungsgrenze klassischer Methoden beproben, können wir die Verteilung der kleinräumigen Heterogenität und Dämpfung im Erdinneren untersuchen.

Die zweite Ursache für die Komplexität jeder seismischen Aufzeichnung ist das Vorhandensein von räumlich und zeitlich verteilten Quellen für seismische Wellen. Ozeane, die Atmosphäre, industrielle Aktivitäten und kleine, aber zahlreiche Erdbeben, die nicht einzeln beobachtbar sind, regen seismische Wellen auf unvorhersehbare Weise an und erzeugen das seismische Umgebungsauschen. Mit Hilfe der seismischen Interferometrie können wir die kontinuierliche Präsenz des seismischen Rauschens nutzen, um kleinste Veränderungen der elastischen Eigenschaften des Ausbreitungsmediums zu überwachen, wie sie zum Beispiel durch hydrologische Effekte, die Wirkung der Gezeiten auf das Festgestein, Erschütterungen von größeren und kleineren Erdbeben und anderen Effekten ausgelöst werden .

Mit dieser Forschung leisten wir einen Beitrag zum Thema "Ruhelose Erde – Vorhersage von Geogefahren ermöglichen" des Helmholtz-Forschungsprogramms "Changing Earth - Sustaining our Future", Subtopic 3.1 "Ursachen von Geogefahren" und Subtopic 3.2 „Zeitliche Variationen und die letzte Phase vor katastrophalen Ereignissen”.