Refraktionsseismische Messungen im Schwarzwassertal

Mit dem Ende des letzten Glazials vor etwa 10.000 Jahren ging ein Bergsturz in das Schwarz-
wassertal (SWT) im Norden Österreichs nieder. Bis zu hausgroße Schrattenkalkblöcke der
nördlichen Talseite blockierten den Lauf des Schwarzwasserbachs (SWB). Heute ist das Ge-
biet hinter dem Bergsturz fast vollständig verlandet und wird nur noch nach der Schnee-
schmelze in Teilen überschwemmt. Die dort abgelagerten Sedimente haben jede Kenntnis
über die Beschaffenheit des Tals vor dem Bergsturz unter sich begraben. Um der Frage
nachzugehen, welche Beschaffenheit die Ausgangsgesteine des SWT ursprünglich hatte, wur-
de eine Refraktionsseismik auf der Sedimentoberfläche durchgeführt. Diese Methode hat eine
lange Geschichte in der Erforschung des flachen Untergrundes und ist besonders effektiv im
Fall hoher Geschwindigkeitskontraste, wie sie hier zu erwarten sind. Acht Profile wurden
im Rahmen einer dreitägigen Messkampagne untersucht und anschließend ausgewertet, um
tomographische Modelle der Schichtgeschwindigkeiten im Untergrund zu erstellen.
Zwei der Profile untersuchen mittig im Tal die oberen Sedimentschichten und kreuzen sich
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über einer Bohrung, um Vergleichswerte zu erzeugen. Drei längere Profile untersuchen den
westlichen Teil des Tals. Im Osten des Tals fanden zudem Untersuchungen auf drei paralle-
len Profilen statt, die geologische Besonderheiten kartieren sollten. In diesem Teil des Tals
wurden einerseits unterirdische Kalksteinbrocken als Überbleibsel des Bergsturzes vermutet,
andererseits fließt hier Wasser in Sinklöchern in den Boden. Beide Strukturen hinterließen
keine Signatur in den Messungen.
Die P-Wellengeschwindigkeiten der Deckschichten konnten in allen Profilen konstant be-
stimmt werden; so erscheint zunächst eine Verwitterungsschicht von etwa 2.5m Mächtigkeit
mit sehr geringen Geschwindigkeiten, an die sich weitere Sedimentschichten mit Geschwin-
digkeiten von ca. 1000 m/s bzw. 1500 m/s anschließen. Gestützt durch Erkenntnisse einer
Bohrung werden diese Schichten als tonige Sedimente interpretiert. Geschwindigkeiten von
2000-2500m/s treten in drei Profilen in Tiefen von 20-40m auf. Diese Geschwindigkeiten
könnten durch Festgestein erklärbar sein, was auch im Einklang mit der Topographie der
Umgebung stehen würde. In diesem Fall kann nicht abschließend festgestellt werden, ob es
sich um einen stark verkarsteten Kalkstein der Nordseite des Tals oder Teile des Flyschs
der südlichen Talseite handelt. Schlussendlich kann nach Abgleich mit den geologischen Ge-
gebenheiten in der Umgebung des Tals ein Modell der Struktur des Festgesteins unter den
Sedimentschichten erstellt werden. Dessen Tiefenlage war deutlich größer als erwartet. Wei-
terhin lassen die Daten vermuten, dass es im Westen des Tals tiefer liegt als flussabwärts im
Osten, was neue Fragen zur Entstehungsgeschichte des Tals aufwirft. Es konnte der Einfluss
des Schwarzwasserbachs auf die seismischen Geschwindigkeiten analysiert werden.