Den digitale Jord - og rejsen til Jordens indre
Vi arbejder med at forstå, hvad der foregår i undergrunden, anvendelse af geotermisk energi, at finde grundvandsreservoirer, aflejring af CO2 og forudsigelse af jordskælv.
Geotermisk energi
Millioner af mennesker bor i områder, der er udsat for jordskælvsfare, og viden om, hvor man kan finde grundvandsressourcer, er nøglen til at opretholde levevilkårene i mange områder.
Et relativt ungt felt er udnyttelse af geotermisk energi. På grund af de høje temperaturer i den dybe undergrund er der masser af energi at hente. Desuden producerer geotermisk energi ikke CO2 eller forurener.
At identificere de bedste geologiske steder for geotermisk energi er en disciplin af stigende interesse.
Et andet spirende felt er at identificere geologiske strukturer, der er egnede til CO2-lagring. I lyset af klimakrisens hastende karakter vælger stadig flere regeringer at opsamle CO2 fra energiproduktion og industrianlæg og opbevare det under jorden.
Seismiske bølger på rejse gennem jorden
Hvordan undersøger vi alle disse emner, når vi ikke kan sende hverken mennesker eller robotter ned i undergrunden?
Svaret på spørgsmålet er digitalt. Da det ikke er muligt at undersøge disse forhold med on-location sensorer, må forskerne nøjes med seismiske undersøgelser.
Man kan sende akustiske bølger gennem de geologiske lag, eller igangsætte kontrollerede eksplosioner, som får chokbølger til at rejse gennem jorden. Måden disse seismiske bølger fordeles på giver information om de geologiske formationer.
I mange år var man ikke i stand til direkte at forudsige for eksempel jordskælv, men med kompleks databehandling og nye algoritmer til effektiv dataanalyse er der opstået nye muligheder.
Den digitale repræsentation af lokale jordegenskaber tillader nøjagtig simulering af komplekse bølgeformer i Jordens indre.
Indirekte seismisk information
Der er gjort yderligere vigtige fremskridt på et beslægtet område. Seismisk information er indirekte information. Ofte kan forskellige geologiske strukturer i princippet forårsage de observerede mønstre.
I videnskaben er dette kendt som det omvendte problem: Jordens struktur beregnes baglæns ud fra de observerede seismogrammer.
Gruppen på Niels Bohr Institutet har bidraget til at løse omvendte problemudfordringer de seneste år, kulminerende i 2021 med udviklingen af den første beregningsmetode til højhastighedsberegning af jordmodeller med mere end 1.000.000 ukendte parametre, og samtidig kvantificere løsningernes usikkerheder.
Metoden vil gøre os i stand til at generere højopløselige billeder af den dybe Jord, samtidig med at den bidrager til en række vigtige praktiske anvendelser: Kortlægning af underjordiske reservoirer til geotermisk energi, opdagelse af grundvandsmagasiner og søgning efter geologiske lag, der er egnede til deponering af CO2.