Aktive vertikale Krustenbewegungen in Ostösterreich : geodätische Messung geologischer Prozesse

Abstract

In der vorliegenden Diplomarbeit werden Vertikalbewegungen von Höhenfestpunkten bearbeitet und geologisch interpretiert. Hauptziel ist es festzustellen, ob und wieviel dieser Höhenänderungen auf aktive geologische Prozesse zurückzuführen sind. Als Beobachtungen dienen Präzisionsnivellementzüge des Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) entlang seiner österreichweit verteilten Höhenfestpunkte. Das Beobachtungsgebiet umfasst den nordöstlichen Teil von Österreich und reicht von Horn in Niederösterreich bis zum Neusiedlersee im Burgenland.<br />Dieses Untersuchungsgebiet wurde gewählt, da es mehrere tektonische Einheiten und Störungszonen quert.<br />Österreich liegt in einem Gebiet, in dem plattentektonische Vorgänge nicht sehr aktiv sind. Daher müssen möglichst alte Nivellementmessungen aus dem Archiv des BEV erhoben werden, um eine größtmögliche Zeitspanne abzudecken. Erst dadurch wird es möglich, neben Messungenauigkeiten und nicht-tektonischen Vertikalbewegungen mögliche rezente Krustenbewegungen herauszufiltern. Nach der Erfassung der Messdaten werden die Linien des gesamten Untersuchungsgebietes zu Nivellementschleifen zusammengesetzt um so den Bezug aller Höhenmessungen auf ein und denselben Referenzpunkt setzen zu können. Als Bezugspunkt wird ein Höhenfestpunkt in Horn verwendet, der aufgrund seines geologischen Untergrundes als weitgehend stabil (geringes Eigenbewegungsverhalten) angenommen werden kann. Neben kleinräumigen Vertikalbewegungen, die möglicherweise auf anthropogene Einflüsse oder auf natürliche Vorgänge wie Grundwasserschwankungen zurückzuführen sind, gibt es auch großräumige Trends festzustellen. So zeigt sich, dass sich der südöstliche Teil des Untersuchungsgebietes im Vergleich zu Horn mit etwa 2-3 mm/Jahr absenkt. Aus den zuvor errechneten Höhenänderungen werden verschiedene Visualisierungen erstellt, die die Daten möglichst gut veranschaulichen sollen. Abschließend wird mit Hilfe dieser Visualisierungen und verschiedener geologischer und geophysikalischer Daten eine Interpretation des Bewegungsverhaltens der Höhenfestpunkte erarbeitet.<br />Aufgrund dieser Untersuchung kann das Senkungsverhalten im Bereich des Wiener Beckens bestätigt werden. Von 1023 Messwerten liegen 99\% zwischen -4 und +0,6 mm/Jahr und die am Häufigsten auftretende Bewegungsrate im gesamten Datensatz liegt bei -1,4 mm/Jahr.<br />

The target of this diploma thesis is the quantification of active vertical tectonic processes (recent crustal movements) with geodetic methods. The geological interpretation is based on the kinesic behaviour of benchmarks from precise levelling lines. The data are taken from nationwide levellings conducted by the Austrian Federal Office of Metrology and Surveying (BEV). The observation area for this thesis is in the northeastern part of Austria. It reaches from the town Horn in the northern region of Lower Austria to the Neusiedlersee, a lake in the federal state of Burgenland. The observation area includes the capital town Vienna. This area of investigation has been chosen, because it includes several tectonic units and tectonic zones. In Austria the active crustal movements are generally small. The only opportunity for obtaining significant results is to use the long time periods of levelling data. Therefore it was necessary to collect very old measuring data from the BEV-archive. One of the main targets was the research and the preparation of the levelling measurements of the last decades. For further processing the levelling lines were assembled to loops. So it was possible to relate all height measurements to the same reference point, which is located in the northwestern part of the observation area, in the town Horn. This region is part of the Bohemian Massif and seems suitable because of its stable geological structure. Based on these data the vertical movements of the benchmarks were derived.<br />Besides small-scale movements that might be explained by human impact or local fault movements also large-scale trends are observed. The evaluation shows a subsidence of 2-3 mm/year in the south-eastern part of the observation area. These results were the basis for graphic representations and further geological interpretation with geological and geophysical data of the territory which further corroborated the subsidence of the the Vienna basin. 99 percent of the whole data is within -4 and +0,6 mm/year. The value -1,4 mm/year has the highest frequency of occurrence in the data.