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Forschungsbereich Strukturen

Für die Nutzung des unterirdischen Raums benötigt es ein bestmögliches Verständnis der geologischen Strukturen und ablaufenden Prozesse. Der Forschungsbereich Strukturen befasst sich mit der geophysikalischen Erkundung des Untergrundes.

Forschung

Der Forschungsbereich widmet sich der Entwicklung und Anwendung geophysikalischer - speziell seismischer, gravimetrischer und magnetischer Verfahren sowie strukturgeologischer Methoden und deren Integration als Basis für themenbezogene, struktur- und prozessorientierte Interpretationen.
Der Forschungsbereich widmet sich der Entwicklung und Anwendung geophysikalischer - speziell seismischer, gravimetrischer und magnetischer Verfahren sowie strukturgeologischer Methoden und deren Integration als Basis für themenbezogene, struktur- und prozessorientierte Interpretationen.

Der Forschungsbereich befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung seismischer, gravimetrischer und magnetischer Methoden sowie der komplementären Einbindung strukturgeologischer Analysen, um bestmögliche Explorationsergebnisse zu erzielen. Aktuelle Anwendungen sind Geogefahren, beispielsweise aktive Störungssysteme und Bodenabsenkungen durch Subrosion/Karst, Georeservoiren, derzeit die Entwicklung von Nutzungskonzepten für Geothermie, natürlichen Wasserstoff und die Suche nach einem Endlagerstandort, und Grundwasser im Sinne einer verbesserten Exploration hydrogeologisch relevanter Strukturen.

Für die Untersuchung des geologischen Untergrundes setzt der Fachbereich verschiedene moderne Verfahren ein:

  • Scherwellen- und Multikomponentenreflexionsseismik ermöglichen durch die „Durchschallung“ des Untergrundes mittels elastischer Wellen detaillierte Einblicke in die elastischen Parameter des Untergrunds und liefern ein hochaufgelöstes Abbild der geologischen Strukturen. Zum Einsatz kommen auch selbstentwickelte seismische Quellen und Messtechnik wie der patentierte elektrodynamische Mikrovibrator (ELVIS).
     
  • Gravimetrie und Magnetik nutzen Anomalien des Erdschwerefeldes und des Erdmagnetfeldes zur Erkundung tektonischer bzw. geologischer Strukturen, zunehmend aber auch zum besseren Verständnis von Prozessen im Untergrund. Hierzu werden klassische Magnetometer und Gravimeter, aber auch innovative Geräte wie ein Quantengravimeter eingesetzt.
     
  • Strukturanalysen & Deformationsmodellierungen mittels numerischer und analoger Verfahren nutzen insbesondere die aus der Reflexionsseismik und aus Bohrungen gewonnen strukturellen Informationen wie interpretierte Horizonte und Störungen, um die Deformationsgeschichte eines Gebietes abzuleiten.
     
  • Geophysikalische Modellierungs- und Inversionsverfahren kombinieren anschließend die geophysikalischen und geologischen Daten, um eine detaillierte Rekonstruktion geologischer Strukturen und Prozesse zu ermöglichen.

 

Aktuelle Projekte (Auswahl)

  • E4Geo Details Geothermie Sachsen (LFULG)
  • OGER Details Optimierte Grundwassererkundung - Entwicklung von Werkzeugen zur Sicherung von Grundwasserressourcen (DBU) 
  • GeoMetEr Details Evaluierung boden- und luftgestützter geophysikalischer Methodenkombinationen als Beitrag zur zukünftigen Standorterkundung (BGE) 
  • REgine Details Geophysikalisch-geologisch basiertes Reservoir Engineering für tiefliegende Karbonate
  • DOVE - Drilling Overdeepened Alpine Valleys Details Glazial übertiefte Täler in der Alpenregion als Klimaarchive (ICDP)
  • Das Naturlabor Brennerbasistunnel (BBT) Details Von der Profilkonstruktion über Gefüge- und elastische Anisotropie-Analyse zur Strukturmodellierung in vier Dimensionen (DFG)
  • Strukturelle Charakterisierung und Datierung einer aktiven Seitenverscheibung, die von Festgestein in unverfestigte Sedimente übergeht (DFG)
  • Seismische Crosshole Tomographie zum Verständnis von Sedimentationsprozessen in glazial übertieften Tälern Details (DFG)
  • Die neotektonische Entwicklung der Osning Störungszone abgeleitet aus oberflächennahen reflexionsseismischen Daten Details (DFG)
  • HyAfrica - Towards a next-generation renewable energy source – a natural hydrogen solution for power supply in Africa Details (BMBF / Horizon 2020 via LEAP-RE)

Aktuelle Publikationen (Auswahl)

  • RIGTERINK, S., KOTRYS, B., HEIN, M., LI, X., RAHIMZADEH, N., GRUSZCZYNSKA. A-. WEISS, M., URBAN, B., TANNER, D.C., LAUER, T. & SCHWALB, A. (2026): Chironomid-based summer temperature reconstruction of the Eemian–Weichselian transition at Lichtenberg, northern Germany. - BOREAS. https://doi.org/10.1111/bor.70059  

  • ARGANTE, V., TSUKAMOTO, S., TANNER, D.C., VON HAGKE, C., BRANDES, C., ZHANG, J., BOUSCARY, C. & GLITZBACH, C. (2026): Electron Spin Resonance Thermochronometry Indicates Quaternary Activity of the Brenner Fault (Eastern Alps). – Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 27(3): 2025GC012484. https://doi.org/10.1029/2025GC012484

  • AL-AGHBARY, M., SOBH, M., STÅL, T., AWALEH. M.O., JALLUDIN, M. & GERHARDS, C. (2026): Uncertainty Quantification using Clustering-based Quantile Regression Forests: With an Application to Improving Geothermal Heat Flow Predictions. – Geophysical Journal International: ggag113. https://doi.org/10.1093/gji/ggag113.

  • KHALILI, M., BRODIC, B., GÖRANSSON, P., HEINONEN, S., HESTHAVEN, J.S., PASANEN, A., VAUHKONEN, M., YADAV, R. & LÄHIVAARA, T. (2026): Monitoring of water volume in a porous reservoir using seismic data: Validation of a numerical model with a field experiment. - Near Surface Geophysics, 24(2): 110-129.  https://doi.org/10.1002/nsg.70038

  • HAGGAG, M., SOBH, M., SOHA, H., HEGAB, M.H., SHEBL, A. & GHAZALA, H.H. (2026): Modeling of the Arabian/Nubian shield’s geothermal structure: a multi-parametric analysis using geophysical and geological tools. - Scientific Reports, 16(1): 1627. https://doi.org/10.1038/s41598-025-33846-2

  • BURSCHIL, T., KÖHN, D., KÖRBE, M., GABRIEL, G.,GROSSMANN, J., FIRLA, G. & FIEBIG, M. (2025): Seismic data acquisition for combining high-resolution seismic reflection and full-waveform inversion – a case study for overdeepened valleys​. - Solid Earth, 16(12): 1493-1507. https://doi.org/10.5194/se-16-1493-2025.

  • GAO, Y., LIU, S., CHEN, R., LI, Z., WU, X., MA, W., LUO, Y., WANG, Y., DING, X., LI, X., LANGMI, H. W., MUSYOKA, N. M., JIANG, L., CHRISTIANSEN, R. & WENG, G.-M. (2025): Natural Hydrogen: A Mini-Review Unveiling Its Potential as a Key to Sustainable Future for Energy. - EcoEnergy, 3(4): e70026.  https://doi.org/10.1002/ece2.70026.

  • SU, Y., WU, S., SUN, J., WU, X., HUANG, Y., CHEN, J., LU, L., WEI, X. & CHRISTIANSEN, R. (2025): Natural hydrogen exploration by joint sparse inversion of geophysical measurements and integrated geological interpretation. - International Journal of Hydrogen Energy, 173: 151040. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.151040.

  • SCHALLER, S., SCHUSTER, B., BERAUS, S., BUECHI, M., BUNESS, H. & ANSELMETTI, F. (2025): Seismic- and core-based glacial sequence stratigraphy in an overdeepened trough in the northern Alpine foreland of Switzerland. - Swiss Journal of Geosciences 118, 13 (2025). doi: 10.1186/s00015-025-00481-y.

  • BERAUS, S., KÖHN, D., BOHLEN, T., BURSCHIL, T., SCHUSTER, B., BUNESS, H. & GABRIEL, G. (2025): Seismic crosshole full-waveform inversion of high-frequency SV-waves for glacial sediment characterization. Geophysical Prospecting, 73, 1587-1605. doi: 10.1111/1365-2478.70024

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Veröffentlichungen am LIAG

Leitung Forschungsabteilung Geophysikalische Erkundung

Forschungsbereich Strukturen:

Prof. Dr. Gerald Gabriel

+49 511 643-3510

Raum: G 2.18