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Oberflächlich, künstlich angeregte seismische Wellen breiten sich im Gestein aus, werden an Diskontinuitäten reflektiert und gebrochen und anschließend mittels oberflächlich platzierter Geophone in unterschiedlichen Abständen zum Anregungspunkt aufgezeichnet. Durch die Messung der Laufzeiten von Quelle zu den Empfängern kann auf die Verteilung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen im Gestein und damit auf den Schichtenaufbau und Zustand des Untergrundes geschlossen werden. Unterschieden wird prinzipiell in die Reflexionsseismik und die Refraktionsseismik. Bei der Reflexionsseismik werden an Schichtgrenzen reflektierte Wellen und deren Laufwege analysiert, bei der Refraktionsseismik werden an Schichtgrenzen geführte Wellen und deren Laufzeiten zu den einzelnen Geophonen ausgewertet. Seismische Messungen können im kleinen Maßstab über eine Anregung der elastischen Wellen durch einfache Hammerschläge durchgeführt werden, aber auch im größeren Maßstab, indem Fallgewichte oder gar Vibratoren als seismische Quellen eingesetzt werden. Schichtgrenzen können durch diese Methode, abhängig von der Aufstellungsweite der seismischen Aufnehmer und der eingespeisten Energie, bis in große Tiefen unter der Oberfläche nachgewiesen werden. Oberflächennah können kleinräumige Inhomogenitäten aufgelöst werden.