Dynamik des Ozeanbodens

Das P-Cable-System

Das P-Cable-System wurde entwickelt, um hoch auflösende 3-D Abbildungen der oberen marinen Sedimentschichten von mittelgroßen Forschungsschiffen aus zu ermöglichen. GEOMAR besitzt für das P-Cable-System eine Lizenz für Forschung und Lehre, die die Entwicklung und Anwendung erlaubt.

Der Hauptunterschied zu Standardanwendungen der Reflektionsseismik in 2D und 3D ist, dass das P-Cable-System aus einem Kabel besteht, das quer zur Fahrtrichtung geschleppt wird (Abb. 1). Statt einigen wenigen einzelnen Streamern benutzt das System eine große Anzahl an kurzen Streamersektionen, die wiederum parallel zueinander vom Querkabel aus geschleppt werden. Einen kleinen Nachteil stellt die geringe Eindringtiefe durch die kurzen Abstände dar, die eine Unterdrückung der Multiplen verhindert. Dies wird aber kompensiert durch die geringen Kosten des Systems und die Möglichkeit es sogar von kleinen Mehrzweckschiffen aus, den üblichen Forschungsplattformen der Meeresforschung, zu betreiben.

 

 

Abbildung 1: Schematische Zeichnung des P-Cable Systems. Scherbretter spannen ein Querkabel auf, an dem eine große Zahl digitaler Streamer (blau & grün) parallel zueinander geschleppt werden. Durch die Krümmung des Querkabels wird ein Streamerabstand von ca. 9 m erreicht. Seismische Signale werden direkt über eine Datenleitung übertragen. GPS Positionen der Scherbretter werden per Funk übertragen.

Durch das von GEOMAR entwickelte modulare Querkabel kann jede einzelne Streamerverbindung (Knoten) bei einer Störung ausgetauscht werden. Das erlaubt eine einfache Bedienung und reduzierte Betriebskosten. Außerdem ist es durch die modulare Entwicklung möglich, verschieden lange Verbindungskabel zwischen den Knoten einzufügen und so die Auflösung des Systems anzupassen..

Der aktuelle Stand des Systems unterstützt bis zu 25 aktive Knoten, die mit 10 m oder 15 m langen Datenkabeln verbunden sind. Das bis zu 300 m lange Querkabel wird durch zwei Scherbretter, die an der Wasseroberfläche schwimmen, gestreckt. Jedes dieser Scherbretter liefert eine Auftriebskraft von 2 Tonnen bei einer Geschwindigkeit von 4 Knoten.

Die digitalen GeoEel-Hydrophonketten (Geometrics) mit 1,5 m Gruppenabstand ermöglichen eine hoch-auflösende Datenverarbeitung. Die Netzwerkschaltung in den Knoten des Querkabels erlaubt auch mehrere Streamer hintereinander zu koppeln.

Die Positionen der Scherbretter in realen Koordinaten und die relative Entfernung zum Schiff werden mithilfe einer online Navigationssoftware ermittelt. An jedem Scherbrett ist ein autonomer GPS-Empfänger mit einer seriellen Funkverbindung zum Schiff befestigt. (Abb. 2). Das Signal wird an Bord mit der Software OFOS über einer bathymetrischen Karte online dargestellt. Eine Querlinie entlang des Schiffskurs verbindet die sich bewegenden Punkte der GPS Positionen von den Scherbrettern und ermöglicht es dadurch die erwartete Abdeckung des 3-D Seismik-Systems abzuschätzen.

Als Signalquelle werden eine oder zwei GI Airguns über eine GPS gesteuerte Zeitschaltung getriggert.

Abbildung 2: Die 2m * 2m großen Scherbretter werden an Bord vorbereitet (lins) und mit dem gelben GPS und Funkmodul ausgerüstet (oben rechts). Bereits bei kleiner Fahrt entwickeln die Scherbretter Zugkräfte und erleichtern das Aussetzen des Systems (unten rechts)

Im Juli 2009 wurde das GEOMAR P-Cable System während der P388 Ausfahrt auf dem FS POSEIDON zum ersten Mal ausgesetzt (Abb. 3). Es wurde innerhalb von 2,5 Tagen ein 3-D Würfel von 8 km² aufgezeichnet. Die abschließende Datenverarbeitung erbrachte eine Zeitmigration mit einem Rasterabstand von 5m.

Abbildung 3: Von dem ausgesetzten System sind nur die Scherbretter auf der Meeresoberfläche sichtbar. Die übrigen Komponenten sind zur Verdeutlichung skizziert.

Kontakt

Dr. Jörg Bialas

Tel.: +49 (0)431 600-2329
jbialas(at)geomar.de

 

Prof. Dr. Christian Berndt

Tel.: +49 (0)431 600 2273
cberndt(at)geomar.de