Geophon-Netzwerk misst Stadtverkehr
Anthropogene Seismik: 5300 Bebensensoren detektieren Erschütterungen von U-Bahnen, Lastwagen und startenden Flugzeugen.
In Kalifornien erstreckt sich unter den Städten Long Beach und Signal Hill ein großes Ölfeld, das – 1921 entdeckt – in den Folgejahrzehnten mit hunderten Bohrtürmen ausgebeutet wurde. Förderwürdige Restbestände und die genauen Umrisse der Lagerstätte hat man vor drei Jahren mit einem engmaschigen Netzwerk aus 5.300 Geophonen ermittelt. Genau diese Sensoren für Bodenerschütterungen nutzten nun kalifornische Geophysiker, um die Bewegungen von U-Bahnen, Lastwagen und startenden Flugzeugen in Long Beach zu analysieren. Mit dieser ungewöhnlichen Methode könnten innerstädtische Verkehrsströme ohne Kameraüberwachung und aufwendige Satellitenortung untersucht werden.
Abb.: Engmaschiges Geophon-Netzwerk in Long Beach: Jedes Dreieck zeigt die Position eines Erdbebensensors. (Bild: Riahi / Scripps Oceanographic Institution / Google Earth)
Eine Woche lang sammelten Nima Riahi und Kollegen von der Scripps Institution of Oceanography in La Jolla die von den Geophonen registrierten Seismogramme. Diese Messungen erwiesen sich nach detaillierter Analyse ausgesprochen genau, wie die Forscher nun auf der Jahrestagung der Acoustical Society of America in Indianapolis berichten. So konnten die Forscher anhand der Erschütterungen die Fahrpläne von U-Bahnen rekonstruieren sowie die Anzahl startender Flugzeuge und von Lastwagen exakt bestimmen. Die Genauigkeit beruhte auf der hohen Dichte an Geophonen, die in Abständen von etwa 100 Metern über 70 Quadratkilometer verteilt wurden.
Menschen spüren die zahlreichen Erschütterungen von Autos und U-Bahnen nur in unmittelbarer Nähe. Den hoch empfindlichen Geophonen dagegen entgeht nicht das geringste Wackeln des Bodens. „Über die Erschütterungen des Bodens können wir sogar zwischen Industriegebieten, Büro- oder Wohnvierteln unterscheiden“, sagt Riahi. Diese Methode könnte nun Stadtplaner bei ihrer Arbeit unterstützen. Denn für jede Stadt ist es wichtig, die Entwicklung der Verkehrsströme zu verfolgen, um die Infrastruktur und Lärmschutzmaßnahmen stetig anzupassen. Mit den Erdbebensensoren könnten diese Daten nun ohne aufwendige Verkehrszählungen oder Kameraüberwachungen schnell, günstig und ohne Eingriffe in die Privatsphäre der Bewohner erhoben werden.
Abb.: Seismograf: Bodenbewegungen, die von U-Bahnen in Long Beach verursacht wurden. (Bild: Riahi / Scripps Oceanographic Institution)
Das Geophon-Netzwerk von Long Beach ist allerdings wegen des Engagement der Erdölindustrie ein einmaliger Sonderfall. Doch verfügen viele bewohnte Regionen mit einem hohen Erdbebenrisiko ebenfalls über ein seismisches Überwachungsnetzwerk, um gefährliche Erschütterungen möglichst frühzeitig zu erkennen. Aufbauend auf den Ergebnissen aus Long Beach ließen sich nun auch die Daten dieser Sensornetzwerke genauer untersuchen mit dem Ziel, zuverlässige Daten über den innerstädtischen Verkehr zu gewinnen.
Jan Oliver Löfken
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