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Ausgehend von den physikalischen Eigenschaften des Planeten Erde werden die wesentlichen Methoden der Geophysik vorgestellt: Seismologie, Gravimetrie und Geodäsie, Geomagnetismus. Die Anwendung dieser Methoden auf die Lagerstättensuche, natürliche Risiken, den Untergrund und die Erfassung von Atombombenexplosionen wird ebenso beschrieben wie der Stand der seismischen, gravimetrischen, elektrischen und elektromagnetischen Forschung. Modelle für das Erdinnere und mathematische Grundlagen runden dieses einführende Lehrbuch ab. Jedes Kapitel enthält Übungen, die das Verständnis prüfen und deren Antworten im Anhang gegeben werden. Als Begleiter zu Lehrveranstaltungen in Geophysik und als zusätzliche Information wendet es sich an Dozenten und Studenten der Geophysik und Geologie sowie verwandter Fächer mit Geophysik als Nebenfach. Für Studenten und Wissenschaftler.

1 Physikalische Methoden zur Untersuchung des Erdinneren.- 1.1 Mechanische Eigenschaften der Gesteine.- 1.1.1 Uniaxiale Deformation.- 1.1.2 Der Spannungstensor in drei Dimensionen.- 1.1.3 Der Deformationstensor in drei Dimensionen.- 1.1.4 Lineare Elastizität.- 1.1.5 Die Viskoelastizität.- 1.1.6 Elastische Wellen.- 1.1.7 Dämpfung der seismischen Wellen.- 1.2 Die Dichte und das Schwerefeld.- 1.2.1 Die Dichte.- 1.2.2 Das Schwerefeld.- 1.2.3 Reduktionen in der Gravimetrie.- 1.2.4 Potential und Gravitationsfeld.- 1.3 Elektrische und magnetische Eigenschaften der Erde.- 1.3.1 Die elektrische Leitfähigkeit und das Ohmsche Gesetz.- 1.3.2 Magnetisches Dipolmoment, induzierte und remanente 31 Magnetisierung.- 1.3.3 Elektromagnetische Induktion.- 2 Seismologie.- 2.1 Erdbeben.- 2.1.1 Die makroseismische Intensität.- 2.1.2 Die Richter-Skala.- 2.1.3 Seismisches Moment und seismischer Bewegungstensor.- 2.1.4 Mechanismen im Erdbebenherd.- 2.2 Raumwellen.- 2.2.1 Beispiele für Seismogramme.- 2.2.2 Berechnung der Laufzeitkurven bei horizontaler Schichtung.- 2.2.3 Das Herglotz-Wiechert-Verfahren: ein Beispiel für die 65 inverse Methode.- 2.2.4 Strahlenverlauf in einer kugelförmigen Struktur.- 2.2.5 Teleseismische Tomographie.- 2.3 Geführte Wellen und Eigenschwingungen der Erde.- 2.3.1 Rayleigh-Wellen.- 2.3.2 Die Eigenschwingungen der Erde.- 3 Gravimetrie und Geodäsie.- 3.1 Das Gravitationsfeld der Erde.- 3.1.1 Das Clairautsche Theorem.- 3.1.2 Referenzellipsoid und Geoid.- 3.2 Die Anomalien des Schwerefeldes.- 3.2.1 Bouguer-Anomalie.- 3.2.2 Isostatische Anomalie.- 3.2.3 Erforschung tieferer Schichten: Beispiel einer Punktmasse.- 3.3 Geoid und Satellitengeodäsie.- 3.3.1 Globale Darstellung des Geoids.- 3.3.2 Beitrag der Meßwerte aus der Altimetrie.- 3.3.3 Anmerkungen zu den vom Erdmantel hervorgerufenen 98 Geoidanomalien.- 3.3.4 Tektonische Deformationen.- 4 Geomagnetik.- 4.1 Das Magnetfeld der Erde.- 4.1.1 Globale Analyse nach Gauß.- 4.1.2 Dipolfeld und Nicht-Dipolfeld.- 4.1.3 Der Ursprung des Erdmagnetfeldes.- 4.1.4 Die Dynamo-Theorie.- 4.1.5 Umkehrungen des Erdmagnetfeldes.- 4.2 Zeitliche Variationen und elektrische Leitfähigkeit.- 4.2.1 Das Spektrum zeitlicher Variationen.- 4.2.2 Magnetotellurik.- 4.2.3 Die Leitfähigkeit des Erdmantels.- 4.3 Räumliche Anomalien des Erdmagnetfeldes.- 4.3.1 Von geneigten Dipolen erzeugte Anomalien.- 4.3.2 Karten magnetischer Anomalien.- 5 Angewandte Geophysik.- 5.1 Die geophysikalische Prospektion.- 5.2 Einige Beispiele für die Anwendung geophysikalischer Methoden.- 5.2.1 Naturgefahren.- 5.2.2 Deponien und Endlagerung.- 5.2.3 Detektion von nuklearen Sprengungen.- 5.2.4 Das geophysikalische Instrumentarium.- 5.3 Seismische Prospektion.- 5.3.1 Reflexion ebener Wellen bei vertikalem Einfallswinkel.- 5.3.2 Reflexion und Refraktion seismischer Wellen bei schrägem Einfall.- 5.3.3 Refraktionsseismik.- 5.3.4 Reflexionsseismik.- 5.3.5 Seismische Bohrlochmessungen.- 5.4 Gravimetrie.- 5.5 Elektrische und elektromagnetische Prospektion.- 5.5.1 Elektrische Prospektion.- 5.5.2 Elektromagnetische Prospektion.- 6 Modelle des Erdinneren.- 6.1 Die Erdkruste.- 6.2 Der Erdmantel.- 6.2.1 Der obere und der untere Erdmantel.- 6.2.2 Die Dichte.- 6.2.3 Die Übergangszone zwischen oberem und unterem Erdmantel.- 6.2.4 Niedriggeschwindigkeitszone und Asthenosphäre.- 6.2.5 Anisotropie seismischer Geschwindigkeiten.- 6.2.6 Seismische Tomographie.- 6.3 Der Erdkern.- 6.3.1 Die seismische Struktur des Erdkerns.- 6.3.2 Der Erdkern und die Temperatur im Mittelpunkt der Erde.- 7 Mathematische Grundlagen der Geophysik.- 7.1 Skalare, Vektoren, Matrizen und Tensoren.- 7.1.1 Das skalare Feld.- 7.1.2 Das Vektorfeld.- 7.1.3 Matrizen.- 7.1.4 Tensorfelder.- 7.2 Methode der kleinsten Fehlerquadrate und nichtlineare Regression.- 7.3 Lineare Filterverfahren und Fourier-Transformierte.- 7.4 Harmonische Kugelfunktionen.- 7.4.1 Lösungen der Laplace-Gleichung in kartesischen Koordinaten.- 7.4.2 Transformationen der polynominalen Lösungen in K

Ausgehend von den physikalischen Eigenschaften des Planeten Erde werden die wesentlichen Methoden der Geophysik vorgestellt: Seismologie, Gravimetrie und Geodäsie, Geomagnetismus. Die Anwendung dieser Methoden auf die Lagerstättensuche, natürliche Risiken, den Untergrund und die Erfassung von Atombombenexplosionen wird ebenso beschrieben wie der Stand der seismischen, gravimetrischen, elektrischen und elektromagnetischen Forschung. Modelle für das Erdinnere und mathematische Grundlagen runden dieses einführende Lehrbuch ab. Jedes Kapitel enthält Übungen, die das Verständnis prüfen und deren Antworten im Anhang gegeben werden. Als Begleiter zu Lehrveranstaltungen in Geophysik und als zusätzliche Information wendet es sich an Dozenten und Studenten der Geophysik und Geologie sowie verwandter Fächer mit Geophysik als Nebenfach.