Seismologisches Observatorium Berggießhübel. Allgemeines

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1 Seismologisches Observatorium Berggießhübel Allgemeines Das Observatorium wurde im Geophysikalischem Jahr 1957 durch die TU Bergakademie Freiberg gegründet. Seit der Aufnahme der kontinuierlichen seismischen Registrierung im Jahre 1966 gehört das Observatorium zu den Basisstationen des weltweiten seismologischen Überwachungsnetzes. Unter dem Code BRG werden nationalen und internationalen Datenzentren seismologische Daten bereitgestellt, die aus einer konsistent durchgeführten Auswertung resultieren. Diese Daten dienen zur Überwachung und Erfassung der lokalen und globalen Erdbebentätigkeit. Das Observatorium befindet sich im Zentrum des osterzgebirgischen Städtchens Berggießhübel im geologischen Grenzbereich von Erzgebirge, Elbtalzone und Elbtalschiefergebirge. Die Messgeräte sind in einem stillgelegten Bergbaustollen in Messkammern, die sich 36 Meter unter der Erdoberfläche befinden, installiert. Die direkte Ankopplung an den kompakten Fels sowie die relativ ungestörten Aufstellungsverhältnisse bieten optimale Registrierbedingungen. Aufgrund dieser Voraussetzungen registriert die seismische Station BRG jährlich über 2000 der weltweit auftretenden Erdbeben mit Magnituden größer 4. Hinzu kommt eine Vielzahl von Erdbeben, Explosionen und Bergschlägen im lokalen Entfernungsbereich, sodass die Gesamtzahl der jährlich auszuwertenden seismischen Ereignisse häufig die Zahl übersteigt. Das dem Institut für Geophysik und Geoinformatik der TU Bergakademie Freiberg angegliederte Observatorium ist gleichzeitig in die Lehr- und Forschungstätigkeit der Bergakademie eingegliedert und bietet gute Ausbildungsmöglichkeiten für Studierende und Praktikant-/innen. Die leichte Zugänglichkeit der Station sowie direkte Vorführmöglichkeiten der laufenden Messungen sind in besonderer Weise geeignet, Schulklassen und geophysikalisch interessierten Besuchern einen Einblick in die seismologische Registrierung und Forschung zu geben. Kontakt Seismologisches Observatorium Giesensteiner Straße 8 D Bad Gottleuba OT Berggießhübel Telefon/Fax: brg@geophysik.tu-freiberg.de Observatoriumsleiter: Reinhard Mittag Assistentin: Anja Zeibig

2 Geschichte Das Seismologische Observatorium Berggießhübel wurde 1957 durch die Bergakademie Freiberg gegründet und entstand im Rahmen des internationalen Projektes Geophysikalisches Jahr. Die Einrichtung des Observatoriums als Erdgezeitenstation erfolgte auf Initiative von Prof. Wolfgang Buchheim, dem Direktor des Institutes für theoretische Physik und Geophysik der Bergakademie. Nach ersten Versuchsmessungen für Gezeitenuntersuchungen wurde am 1. Mai 1960 eine seismische Proberegistrierung gestartet, wodurch bereits 22 Tage später das stärkste, jemals von Seismografen registrierte Erdbeben in Chile aufgezeichnet werden konnte. Eine kontinuierliche seismische Registrierung mit kurz- und langperiodischen Dreikomponenten-Seismografen wurde 1966 aufgenommen. Unter dem Code BRG wurde die seismische Station Berggießhübel in das weltweite Netz standardisierter seismischer Stationen (WWSSN) integriert. Mit der Einrichtung des deutschen Regionalnetzes digitaler Breitbandstationen (GRSN) wurde das Observatorium 1993 mit moderner Registrier- und Kommunikationstechnik ausgerüstet, was eine Online-Bereitstellung und Archivierung digitaler Wellenformdaten ermöglichte. Damit konnte die Station gleichzeitig in das globale digitale Seismometernetz (GDSN) integriert werden. Begleitend zum kontinuierlichen seismologischen Monitoring wurden am Observatorium temporär weitere geophysikalische Verfahren wie gravimetrische, magnetische und radiometrische Messungen durchgeführt. Nachdem sich die Registrierbedingungen insbesondere für langperiodische Bewegungen des Erdkörpers als günstig erwiesen, wurde 2003 ein Gezeitengravimeter installiert und eine kontinuierliche Registrierung der Erdschwere aufgenommen. Damit wurde das Spektrum der Messungen für geodynamische Untersuchungen erweitert Erste Befahrung des Hildebrandstollns der Berggießhübeler Magnetit- Eisenerzlagerstätte und Planung einer Magnetisch-Seismischen Station 1952 Erste geophysikalische Versuchsregistrierung der erdmagnetischen Elemente mit Askania-Variometer und markscheiderische Vermessung des Untertagebereiches 1953 Erste seismische Proberegistrierung mit einer Krumbach-Apparatur Einbau der Untertage-Meßkammern, Installation von 2 Tomaschek-Horizontal-Pendeln zur Messung erdgezeitenbedingter Lotschwankungen und Krustendeformationen 1957 Bau des Stationshauses und Eröffnung des Observatoriums als Erdgezeitenstation durch das Institut für Theoretische Physik und Geophysik der Bergakademie Freiberg im Rahmen des globalen Projektes Internationales Geophysikalisches Jahr 1958 Aufnahme seismischer Dreikomponentenregistrierungen zur Erprobung verschiedener Seismographensysteme 1960 Aufnahme kontinuierlicher Erdgezeiten-Registrierungen als Vergleichsstation für Erdgezeitenmeßgeräte und magnetische Vergleichsmessungen, Aufzeichnung des mit Magnitude 9.5 stärksten jemals von Seismografen registrierten Erdbebens aus Chile am 22. Mai :25 Uhr MEZ 1964 Schwerevariations-Messungen mit Askania-Gravimeter 1966 Aufnahme kontinuierlicher seismischer Registrierungen durch Installation langperiodischer Seismometer vom Typ SSJ-I mit permanenter Filmregistrierung, damit Integration der Station BRG in das weltweite Netz standardisierter Seismographenstationen (WWSSN) 1970 Angliederung des Observatoriums an das Zentralinstitut für Physik der Erde (ZIPE) der Akademie der Wissenschaften der DDR in Potsdam, 1970 Installation eines kurzperiodischen Seismometers vom Typ VSJ-II

3 1974 Beginn der seismologischen Routine-Datenauswertung mit Meldung von seismo reports an internationalen Datenzentren (DC-A NEIC, DC-B Moskau, ISC) 1976 Komplettierung des kurz- und lang-periodischen Seismometersatzes SSJ-1, Integration der Station BRG in den seismischen Informationsdienst (SID) des ZIPE 1980 Installation und Betrieb eines seismischen Kleinarrays zur Überwachung der Talsperre in Gottleuba 1981 Übertragung des Analogsignals der kurzperiodischen Vertikalkomponente und digitale Datenarchivierung an der Zentrale des SID 1992 Übernahme des Observatoriums durch den Bereich Seismologie /Tomographie des neugebildeten Geoforschungszentrums (GFZ) Potsdam 1993 Ausstattung als Regionalstation des Deutschen Breitbandnetzes (GRSN) und Anschluß an das Globale Digitale Seismographennetz (GDSN), Installation des Breitbandseismometers STS-2 und Endarchivierung der Digitaldaten am Zentralobservatorium Gräfenberg (SZGRF), Installation von 3 LaCoste-Gravimetern für Schweregrundnetz-Modellierung 1994 Rückführung des Observatoriums an das Institut für Geophysik der TU Bergakademie Freiberg 1996 Rekonstruktion des Stationsgebäudes Integration der Regionalnetzstation BRG in das Stationsnetz des Seismologieverbundes des Freistaates Sachsen 1999 Sanierung des Untertagebereiches, Fluktuationsmessung von Radon-Konzentrationen, Installation eines Bohrloch-Neigungsmessers, Internetanschluß seismische Registrierungen stehen online zur Verfügung 2003 Aufnahme von Erdschweremessungen mit LaCoste-Gravimeter 701 und paralleler Luftdruck- und Temperaturmessung 2015 Modernisierung des STS-2 Datenloggers

4 Archiv Das Archiv der seismischen Filmregistrierungen der Station BRG befindet sich am Institut für Geophysik der TU Bergakademie Freiberg. Archiviert sind alle Filmregistrierungen vom sowie eine Proberegistrierung vom Seismogrammkopien spezieller seismischer Ereignisse können auf Anfrage an das Observatorium bereitgestellt werden. Die seit dem digital registrierten Wellenformdaten der Station BRG sind am Zentralobservatorium des Deutschen Regionalnetzes seismischer Breitbandstationen (SZ GRSN) an der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover archiviert und können von da aus direkt angefordert werden. ( Gefaehrdungsanalysen/Seismologie/Seismologie/Wellenformdaten/wellenformdaten _node.html) Vor Aufnahme der permanenten seismischen Registrierung wurden bereits 1960 erste Proberegistrierungen mit einer Apparatur nach Krumbach vorgenommen. Kurz nach Aufnahme der Proberegistrierung konnte mit einer niedrig eingestellten Verstärkung das Erdbeben vom in Chile, welches mit einer Magnitude von Mw = 9.5 als das stärkste instrumentell aufgezeichnete Erdbeben gilt, an der Station BRG vollständig aufgezeichnet werden. Alle übrigen digital erfassten Messdaten sind am Observatorium archiviert und nachfolgender Tabelle zu entnehmen. Registrierung von bis Aufnahmegerät Registriereinrichtung VSJ-1 RGJ VSJ-2 RGJ HSJ-2 RGJ HSJ-1 RGJ SM3-V FÜ STS-2 Quanterra RM-2001 RDA KS LCR-G-701 VSJ VertikalSeismometer Jena Typ 1,2 HSJ HorizontalSeismometer Jena Typ 1,2 RGJ RegistrierGerät Jena SM FÜ Fernübertragungs-Einrichtung, ZIPE Potsdam STS-2 Streckeisen Triaxiales Seismometer Typ 2 der Firma Srecjkeisen, Schweiz RM-2001 Radon-Tochter-Detektor der Firma SARAD, Deutschland RDA-200 Radon-Detektor der Firma SCINTREX, Kanada KS Kombinationssonde mit integrierter Neigungs-, Druck- und Temperaturmessung, Institut für Geophysik der TU Bergakademie Freiberg LCR-G-701 LaCoste-Romberg-Gravimeter der Firma ZLS (ZeroLengthSpring), USA Mit synchroner Druck- und Temperaturmessung