Geophysik

• Antragsteller: Professor Dr. Marco Bohnhoff
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 49353576

• Erstellungsjahr: 2011

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Der Schwerpunkt der wissenschaftlichen Tätigkeit im Förderzeitraum lag in der Weiterentwicklung und dem gezielten Einsatz der Methode der passiven seismischen Überwachung (Passive Seismic Monitoring – PSM). In Bezug auf die Weiterentwicklung der Methode hat sich insbesondere die zentrale Bedeutung des Einsatzes von bohrlochgestützten Messungen zur Erfassung, Lokalisierung und weiteren Analyse von Seismizität kleiner Magnituden gezeigt. In einem gezielten Einsatz der Methode zur potenziellen Nachverfolgung von CO2 in einem salinen Aquifer als Speicher wurde überraschend und unvorhergesehen ein neuer Typ von Mikroseismizität beobachtet, der zurzeit weiter beforscht wird und als Indikator für potenzielle CO2-Leckagen entlang von Altbohrungen und im Deckgestein angesehen wird. Dieses Feldexperiment diente somit zum Einen als Feldstudie für die passive seismische Überwachung von CO2-Speicherung und gleichzeitig als Anlass für weitere gezielte Feldstudien, um den ‚neuen‘ seismischen Quellprozess quantitativ besser zu beschreiben und zu verstehen. Weiterhin wurde die seismische Überwachung der Nordanatolischen Verwerfung unterhalb des östlichen Marmarameeres, wo ein Starkbeben der Magnitude bis zu 7.4 in unmittelbarer Nähe zur 14-Millionen-Metropole Istanbul erwartet wird, weiter vorangetrieben. Dies manifestiert sich in einem seismischen Netzwerk direkt an der Verwerfung auf den Istanbul vorgelagerten Prinzen-Inseln (PIRES) und dem daraus generierten ersten Langzeit-Datensatz an mikroseismischer Aktivität. Hieraus können wichtige Schlussfolgerungen über die an der Verwerfung ablaufenden physikalischen Prozesse abgeleitet werden, was unter anderem dazu dient, potenzielle Nukleationspunkte des bevorstehenden Marmarabebens zu identifizieren. Zu beiden Schwerpunkten, die im Rahmen meines Heisenberg-Stipendiums bearbeitet worden sind, laufen bereits Folgeprojekte, die die erzielten Ergebnisse aufgreifen und weitergehend bearbeiten werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2008). Nondouble-couple mechanisms of induced microearthquakes during the 2000 injection experiment at the KTB site, Germany: a result of tensile faulting or anisotropy of a rock? Tectonophysics, 456, 74-93
  Vavrycuk, V., Bohnhoff, M., Jechumtalova, Z., Kolar, P., Sileny, J.
  
• 1/2008: U Karlsruhe. ‘Seismic Monitoring as a tool: Case studies and Applications’
  Marco Bohnhoff
  
• 11/2008: Helmholtz-Gemeinschaft, Berlin. ‘Scale-invariant analysis of natural and induced seismicity and socio-economic relevance’
  Marco Bohnhoff
  
• 2/2008: U Southern California, Los Angeles. ‘Seismotectonic Setting of the Aegean-Anatolian Region’
  Marco Bohnhoff
  
• 2/2008: UC Berkeley. ‘Seismotectonic Setting of the Aegean-Anatolian Region’
  Marco Bohnhoff
  
• 6/2008: Stanford Rock Physics and Borehole Geophysics Meeting. ‘Seismic monitoring of CO2 sequestration: A case study in the Michigan Basin’
  Marco Bohnhoff
  
• (2009). Microseismicity at the North Anatolian Fault in the Sea of Marmara offshore of Istanbul, NW Turkey. J. Geophys. Res., 114, B09302
  Bulut, F., Bohnhoff, M., Ellsworth, W.L., Aktar, M., Dresen, D.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1029/2008JB006244)
• (2009). Tectonic evolution of the Ganos segment of the North Anatolian Fault (NW Turkey) deduced from multidisciplinary investigations. J. Struct. Geol., 31, 11-28
  Janssen, C., Bohnhoff, M., Vapnik, Y., Görgün, E., Bulut, F., Plessen, B., Pohl, D., Okay, A.I., Dresen, G.
  
• 11/2009: EU-AIM Kick-Off Meeting, Prague. ‘Seismic Detection of CO2 Leakage Along Monitoring Wellbores’
  Marco Bohnhoff
  
• 12/2009: Freie Universität Berlin. ‘Angewandte Seismologie in der Angewandten und Grundlagenforschung‘
  Marco Bohnhoff
  
• 2/2009: Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley. ‘Seismic detection of CO2 leakage along monitoring wellbores’
  Marco Bohnhoff
  
• 5/2009: IEA Wellbore Integrity Meeting, Calgary. ‘Passive Seismic Experiments Revealing Leakage Pathways’
  Marco Bohnhoff
  
• 5/2009: U Jena. ‘Experimental Seismology in Basic and Applied Research’
  Marco Bohnhoff
  
• 5/2009: US Geological Survey, Menlo Park. ‘Seismic Detection of CO2 Leakage Along Monitoring Wellbores’
  Marco Bohnhoff
  
• 6/2009: Stanford Rock Physics and Borehole Geophysics Consortium. ‘Seismic Detection of CO2 Leakage Along Monitoring Wellbores’
  Marco Bohnhoff
  
• (2010). Oscillation of fluid-filled cracks triggered by degassing CO2 during leakage from its storage reservoir. J. Geophys. Res.,115, B11305
  Bohnhoff, M., Zoback, M.D.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1029/2010JB000848)
• (2010). Passive Seismic Monitoring of Natural and Induced Earthquakes: Case Studies, Future Directions and Socio-Economic Relevance. In: S. Cloetingh, J. Negendank (eds.), New Frontiers in Integrated Solid Earth Sciences, International Year of Planet Earth
  Bohnhoff, M., Dresen, G., Ellsworth, W.L., Ito, H.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-90-481-2737-5_7)
• (2010). Seismic Detection of CO2 Leakage along Monitoring Wellbores. Int. J. Greenhouse Gas Control, 4, 687-697
  Bohnhoff, M., Zoback, M.D., Chiaramonte, L., Gerst, J., Gupta, N.
  
• 2/2010: PHASE Meeting, Freie Universität Berlin. ‘Seismic Detection of CO2 Leakage along Monitoring Wellbores’
  Marco Bohnhoff