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Arbeitsbericht NAB 12-33
Berechnung und Beurteilung rezenter vertikaler Oberflächenbewegungen abgeleitet aus wiederholten Präzisionsnivellements in den Regionen Nordschweiz und Südwestdeutschland
Die Nagra (Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle) "... ist von allen Verursachern radioaktiver Abfälle beauftragt, Lösungen für eine sichere, dem Menschen und der Umwelt verpflichtete Entsorgung in der Schweiz zu erarbeiten und zu realisieren" (Nagra 2012). Hierbei sollen für die Entsorgung der radioaktiven Abfälle geologische Tiefenlager geplant werden, wobei hierzu erdwissenschaftliche Abklärungen durchzuführen und Sicherheitsnachweise für mögliche Standorte geologischer Tiefenlager zu erbringen sind. Dies erfordert eine umfangreiche und interdisziplinäre wissenschaftliche Begleitung des Projekts mit der Untersuchung geowissenschaftlicher Abläufe in Vergangenheit und Gegenwart. Die umfassende Information der Öffentlichkeit ist gleichzeitig wesentlicher Bestandteil dieser Planungen.
Eine wichtige Frage in Hinblick auf die Beurteilung der Langzeitsicherheit eines geologischen Tiefenlagers gilt den Einflüssen von zukünftigen neotektonischen Bewegungen (seismische und aseismische) auf die Sicherheit eines geologischen Tiefenlagers. Es ist deshalb wichtig, eine möglichst umfangreiche Bestandsaufnahme über alle Vorgänge in der Erdkruste vorzunehmen, um damit deren Kinematik und Dynamik sowohl in der Vergangenheit als auch in der Gegenwart beschreiben und Folgerungen für Standortsicherheit in der Zukunft schliessen zu können.
Spannungen und Bewegungen der oberen Erdkruste, die in der Gegenwart stattfinden, lassen sich überwiegend durch die Durchführung und Interpretation geophysikalischer Messungen modellieren. Zusätzlich lassen sich an der Erdoberfläche die stattfindenden Bewegungen durch geodätische Messverfahren hoher Genauigkeit beobachten. Durch konkrete und differenzierte Auswertungen, die sich auf diese Beobachtungen beziehen, können Randwerte für das Bewegungsfeld der Erdkruste analysiert werden. Obwohl dieses Bewegungsfeld grundsätzlich dreidimensional angelegt ist, wird dieses in der Geodäsie derzeit üblicherweise in horizontale und vertikale Komponenten aufgeteilt. Zur Analyse der vertikalen Komponente des Bewegungsfelds lassen sich Präzisionsnivellements hoher Genauigkeit, die in Mitteleuropa seit etwa einhundert Jahren von den amtlichen Vermessungsstellen landesweit durchgeführt werden, heranziehen. Da dieses Messverfahren sehr zeit- und kostenaufwändig ist, sind die notwendigen Messungen nicht auf einen speziellen Zeitpunkt konzentriert, sondern in Zeit und Raum nach amtlichen Anforderungen und Regeln angeordnet. Dies hat zur Folge, dass lediglich zwischen zwei benachbarten Punkten, die durch wiederholte Messungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten miteinander verbunden sind, der relative Bewegungsunterschied zueinander bestimmt werden kann. Um die Bewegungen, die während einer länger andauernden Messepoche an den Punkten eines flächenhaften Netzes stattgefunden haben, in einer Gesamtanalyse zusammenfassen zu können, ist ein zeitabhängiger, kinematischer Modellansatz erforderlich. Dieser stellt die Höhe eines Punkts als eine Funktion der Zeit dar, so dass konsequenterweise der beobachtete Höhenunterschied zwischen zwei Punkten ebenfalls zeitabhängig wird.