Gravimetrische Messungen sind ein wertvoller erster Schritt für geologische Vorerkundungen des Untergrunds. Mithilfe der Gravimetrie können der generelle tektonische Aufbau (also die verschiedenen Gesteinsschichten), wesentliche Störungen (das sind Bruchkanten) und Gebiete mit stark aufgelockerten Schichten dargestellt werden.
Die Technik macht sich dabei ein einfaches physikalisches Prinzip zunutze. Dieses besagt, dass schwere Dinge stärker von der Erde angezogen werden als leichte. Ein massives, dichtes Granitgestein verfügt demnach über eine höhere Schwerebeschleunigung als ein poröser mit Wasser gefüllter Sand- oder Kalkstein. Die unterschiedlichen Massenverteilungen im Untergrund können mithilfe eines Gravimeters erfasst werden. Hierbei handelt es sich um ein kleines (33 cm x 22 cm x 21 cm), hochsensibles Messgerät, dessen Kern eine sogenannte Federwaage ist. Das Gravimeter kann je nach Anforderungen an das Ergebnis in unterschiedlichen Abständen aufgestellt werden, um jeweils zehn bis fünfzehn Minuten die Gravitation zu messen. An manchen Messpunkten, den Basispunkten, werden die Messungen mit Abstand einiger Stunden mehrmals wiederholt, um die Vergleichbarkeit der Daten zu kontrollieren. Hierfür ist eine Markierung, etwa in Form eines Pflocks oder Nagels, notwendig, die nach Abschluss wieder vollständig entfernt wird.
Insgesamt handelt es sich bei der Gravimetrie um ein äußerst schonendes Messverfahren, das ausschließlich an der Oberfläche stattfindet. Anders als bei der 2D- und 3D-Seismik sind keine künstlichen Impulse – wie Vibrationen – notwendig. Auch müssen weder Messgeräte noch Kabelleitungen verlegt werden. Umfasst das Messgebiet Flächen, die nicht in öffentlicher Hand sind, oder die nur begrenzt betreten werden können, werden im Vorfeld entsprechende Genehmigungen eingeholt.
Gravimetrische Messungen in Düsseldorf
Im nördlichen Teil des Erlaubnisfeldes "Düsseldorf" wurden in den Zeiträumen vom 11.7- 02.8 und vom 19.9 bis 20.9.2022 (Flughafen Düsseldorf) auf einer Fläche von ca. 85 km² gravimetrische Messungen durchgeführt. Dabei wurden insgesamt 534 Messpunkte mit einem Abstand von ca. 400 m vermessen. Die Lage Messpunkte erkennen Sie gut auf der nebenstehenden Karte des Untersuchungsfelds.
Die Messungen erfolgten mit einem Gravimeter, in der Größe einer Kühlbox und ausschließlich an der Oberfläche. Es wurden keine Erschütterungen ausgelöst, Sensoren in den Untergrund eingebracht oder Kabel verlegt. Der Messvorgang war vollständig emissionsfrei.
Die Interpretation der gravimetrischen Daten führt in Kombination mit der Ende 2022 durch den Geologischen Dienst NRW durchgeführten Seismik zur Erkennung von Störungszonen. „Störungen“ wären in diesem Falle positiv zu verstehen, denn sie weisen im Falle einer Wasserführung ein erhöhtes Wasservorkommen und sind für die Hebung des geothermischen Potentials von großer Bedeutung.