Die Geschichte der Geophysik in Bochum ist bis zur Gründung der Ruhr-Universität 1968 ausschliesslich eine Geschichte der Geophysik für den Bergbau. In den 40er Jahren des 19. Jahrhunderts wurden von den damaligen Bergämtern in Ibbenbüren und Bochum magnetische Messungen zunächst mit einfachen Kompassen und ab 1844 mit den Breitkampschen Deklinatorien durchgeführt. 1854 wurde die erste feste magnetische Warte in einem eisenfreien Häuschen eingerichtet. Sie war bestückt mit einem von Lintke, Freiberg, gebauten Gerät, das täglich um 10.30 Uhr vormittags und um 1.00 Uhr nachmittags abgelesen wurde.

Die 1864 gegründete Westfälische Berggewerkschaftskasse (WBK), der seit 1872 eine Markscheideabteilung angehörte, war in der Folgezeit für die Betreuung der magnetischen Warte und für alle weiteren geophysikalischen Aktivitäten in Bochum zuständig. Die markscheiderische Abteilung wurde von 1886 bis 1908 von Wilhelm Lenz betreut, der sich in dieser Zeit grosse Verdienste um die Einführung der Geophysik im Bergbau erworben hat.

Im Jahre 1888 richtete die WBK ihre erste offizielle erdmagnetische Warte ein. In den nächsten Jahrzehnten musste die Bochumer magnetische Warte zweimal vor den grossen Eisenmassen fliehen, die der moderne Städtebau um sich auftürmte. Im Bochumer Stadtpark fand sie eine Zufluchtstätte. Im Jahr 1912 zog ein Teil der Station in den ländlichen Süden Bochums. Die im Bochumer Stadtpark zurückgebliebenen Einrichtungen zur Bestimmung der absoluten Deklination versahen dort noch 40 Jahre ihren Dienst, bis sie im Jahre 1943 ein grosser Luftangriff auf Bochum völlig zerstörte. Den Betrieb der unversehrt gebliebenen Warte im Süden Bochums stellte die Berggewerkschaftskasse mit Ablauf des Jahres 1946 ein, da sich wegen des zunehmenden Stahlausbaus in den Gruben genaue Magnetorientierungen, für die man die von der Warte ermittelten Variationswerte der Deklination benötigte, nicht mehr durchführen liessen. Längst war der Theodolit im Wettstreit mit dem Kompass Sieger geblieben.

Die neben der magnetischen Warte zweite Wurzel der Geophysik ist ihre Wetterwarte. W. Lenz nahm seit 1887 regelmässige meteorologische Beobachtungen vor. Die Messungen der Niederschläge durch Regenmesser sollten einen Anhalt geben, um die Wasserzuflüsse untertage besser zu beurteilen. Die Beobachtung von Luftdruck und Temperatur ist für die Wetterführung von Nutzen.

Anfang des Jahres 1888 begannen die Aufzeichnungen in Form von Tagebüchern, die vom Preussischen-Meteorologischen Institut für Regenstationen vorgeschrieben waren und die in der Hauptsache die täglichen und monatlichen Niederschlagsmengen enthielten. Nach einer allmählichen Ausdehnung auf einen täglich dreimaligen Beobachtungsdienst wurde die Station 1925 in Anlehnung an die Vorschriften des Meteorologischen Zentralinstituts auf den Umfang einer Station zweiter Ordnung erweitert. Zwar liess sich der Plan der WBK, ein direktes Beobachtungsnetz zur Untersuchung der Niederschlagsverhältnisse im Industriegebiet zu errichten, wegen der grossen Kosten nicht verwirklichen; sie konnte aber die Messergebnisse einer ganzen Reihe von hauptsächlich auf Schachtanlagen aufgestellten Regenmessern bearbeiten und veröffentlichen. 1938 gab sie die Ergebnisse fünfzigjähriger Niederschlagsbeobachtungen in Bochum 1888 bis 1937 heraus. Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs erschien als nächste Veröffentlichung eine gross angelegte Untersuchung über die Niederschlagsverhältnisse im Rheinisch-Westfälischen Industriegebiet von 1891 bis 1950. In den letzten Jahren vereinfachte und verbesserte die WBK die Wetterbeobachtung in der Bochumer Warte, indem sie alle Messgeräte auf mehrtätige Dauerregistrierung umstellte. Seit 1992 wird die Meteorologische Station von der Ruhr-Universität Bochum betreut.

    Abb. 1
Die Errichtung einer dritten geophysikalischen Warte, einer Erdbebenstation, war von der Westfälischen Berggewerkschaftskasse gegen Ende des 19. Jahrhunderts geplant, konnte aber erst in den Jahren 1907 bis 1909 durchgeführt werden (Abb. 1). Diese Aufgabe übernahm der neue Leiter der Abteilung Markscheidewesen Ludger Mintrop. Die neue Station sollte einem erweiterten Zweck dienen: Die Folgen der Erdbewegungen durch Erdbeben, wozu insbesondere auch die durch menschliche Betriebe und Einrichtungen geschaffenen künstlichen Beben zu rechnen sind, sollten auf wissenschaftlicher Grundlage untersucht und klargestellt werden. Es ging also nicht nur um die Aufzeichnung der Erdbeben und Erschütterungen, sondern vor allem auch um ihre Auswirkungen. Im Jahre 1914 veröffentlichte Mintrop die erste massgebende Untersuchung aus dem Arbeitsgebiet der neuen Erdbebenstation. Gestützt auf 5jährige Beobachtungen der Bochumer Warte wies er nach, dass die Bodenbewegungen durch Fernbeben und die durch die Brandung an den Küsten erzeugte Bodenunruhe weder - wie oft behauptet worden war - Schlagwetterexplosionen, Stein- und Kohlefall verursachen noch bei ihrer Entstehung mitwirken. Die Erdbebenwarte wandte in den folgenden Jahren ihre Aufmerksamkeit nunmehr der für die geophysikalische Forschung wichtigen Bearbeitung von Nahbeben und Erdstössen zu.

    Abb. 2           Abb. 3
Für diese Forschungsvorhaben beschaffte sie 1934 einen Wiechert-Horizontal-Seismographen mit 17 t träger Masse für die Aufzeichnung von Nahbeben. Ein Beispiel für ein solches Seismogramm zeigt Abb. 2. In der Abb. 3 sind die vierteljährliche Häufigkeit der beobachteten Gebirgserschütterungen für die Jahre 1935 bis 1939 und deren tageszeitliche Verteilung dokumentiert. Der Seismograph wurde wie alle anderen Instrumente zerstört, als im Jahre 1943 das Erdbebenhäuschen im Bochumer Stadtpark einem Luftangriff zum Opfer fiel. Wegen vieler anderer vordringlicher Aufgaben konnte die WBK erst im Jahre 1951 an die Wiedereinrichtung einer Erdbebenwarte denken. Nach den erforderlichen Vorarbeiten, die besonders die Verwendung von modernen elektronischen Messverfahren vorbereiteten, liefen die Messstreifen der neuen Warte seit dem 8. Dez. 1955. Die vom Leiter des Arbeitsgebietes Geophysik und Geophysikalische Warten, Heinrich Baule, konstruierten und in der Werkstatt der Abteilung gebauten elektrischen Vertikal- und Horizontal-Erschütterungsempfänger standen in dem 17 m tiefen Taucherschacht der Bochumer Bergschule. Eine von Baule entwickelte kontinuierliche magnetische Registrieranlage nahm Ende Juni 1960 die Dauerregistrierung auf Magnetband auf. Damit eröffneten sich ganz neue Möglichkeiten, die Herde von Erdstössen, Gebirgsschlägen und Nahbeben zu bestimmen. Zusätzlich eingerichtete Aussenstationen konnten die Herdbestimmung erleichtern.

Als H. Baule 1968 auf den neuen Lehrstuhl für Geophysik der jungen Ruhr-Universität (RUB) berufen wurde, verlagerte er die Observatoriumsarbeiten weitgehend an die Universität. Nach seiner Emeritierung 1979 führte sein Nachfolger, H.-P. Harjes, diese Entwicklung an der RUB durch den Aufbau eines seismischen Array auf dem Universitatsgelände fort, ergänzt durch untertage (in ca. 800 m Tiefe) auf Schachtanlagen des östlichen und westlichen Ruhrgebiets installierte Dreikomponenten-Stationen. Seit Beginn der achtziger Jahre erlaubt dieses Netz mit moderner Digitaltechnik die Echtzeit-Überwachung der induzierten Seismizitat im Ruhrgebiet.

Nachdem es um die Jahrhundertwende gelungen war, geophysikalische Observatonumsgeräte soweit zu verkleinern, dass Feldmessungen möglich wurden, ergab sich für die Geophysik auch in Bochum neben dem Betrieb der festen Warten eine zweite Aufgabe, nämlich die Durchführung von geophysikalischen Feldmessungen. Eine erste derartige Untersuchung magnetischer Anomalien fand 1889 durch den WBK-Markscheider Lenz statt. Mit einem Magnet-Theodoliten mit Kastenbussole wurde an 21 Plätzen des Steinkohlenbezirks die Deklination genau bestimmt. In seiner 1890 erschienenen Veröffentlichung stellte Lenz fest, dass der Abstand der Isogonen im Westen des Bezirks kleiner ist als im Osten, grössere mit dem Magneten abgeleitete Störungen in den vermessenen Gebieten aber nicht vorhanden zu sein scheinen. Für die Anomalien vermutete er Ursachen im geologischen Untergrund. Frühzeitig wurden auch gravimetrische Messungen, sowohl Pendelmessungen als auch Gravimeter-Messungen, durchgeführt, beispielsweise 1937 auf der Schachtanlage Ewald. Anomalien von 0,5 bis 1 mgal stehen im Zusammenhang mit dem Faltungsbau des Karbongebirges. 1926 wurden Drehwaagemessungen auf der Schachtanlage Minister Stein in Dortmund durchgeführt. Auch hier wurde der Faltungsbau des Steinkohlengebirges abgebildet. Die im Institut entwickelten tragbaren seismischen Messgeräte wurden zunächst von Mintrop zur Aufzeichnung von Verkehrserschütterungen und Sprengerschütterungen eingesetzt. Bei der Beurteilung der Auswirkung von Erschütterungen auf Bauwerke wurden Eigenschwingungen von Gebäuden und Bauteilen experimentell untersucht. Zur Aufzeichnung der Erschütterung benutzte Mintrop das von ihm entwickelte 3-Pendel-Gerät. Diese Geräte wurden 1934 bis 1938 durch in Bochum geplante und entwickelte Geräte ersetzt, die auf selbstgebauten Schütteltischen kalibriert wurden. Auf dem Gebiet der Messung und Beurteilung von Verkehrs- und Sprengerschütterungen erwarb sich später H. Baule mit neuen Geräten, aber auch mit neuen Normen, grosse Verdienste.

    Abb. 4             Abb. 5
Ab 1906 widmete sich Mintrop bei E. Wiechert in Göttingen eingehend den Studien der Erregung, Ausbreitung und seismographischen Aufzeichnung künstlich erzeugter seismischer Wellen. 1908 liess er auf eigene Kosten ein 15 m hohes Gerüst für Fallkugelversuche errichten (Abb. 4). Zeitdokumente sind Seismogramme von Sprengungen im Bergbau von 1912 (Abb. 5). Mintrop entwickelte in Bochum zusammen mit Grube sehr einfache und leichte Seismometer, bei denen schon eine fotografische Registrierung erfolgte. 1912 beobachtete Mintrop in künstlich erzeugten Seismogrammen longitudinale und transversale Wellen und sprach die Vermutung aus, dass auch Reflexionen von tiefen Erdschichten in den Seismogrammen zu erkennen sind. 1919 entdeckte er dann die refraktierte Welle, die später nach ihm Mintrop-Welle benannt wurde. Mit dem 1919 erteilten Patent gilt Mintrop als der Erfinder der seismischen Explorationsmethode. Die geophysikalischen Feldmessungen, ihre Auswertung und Interpretation gewannen in den Folgejahren unter den Institutsleitern Lohr, Baule und Rüter gegenüber den festen geophysikalischen Warten immer mehr an Bedeutung. Insbesondere die seismischen Verfahren zur Kohleexploration wurden systematisch weiter ausgebaut. Beispiele hierfür sind die Flözwellenseismik, die hochauflösende Seismik zyklischer Schichten, die Einführung der 3D-Seismik bei der Erkundung von Kohlelagerstätten und die zugehörigen Auswertemethoden. Zahlreiche dieser Projekte wurden gemeinsam mit der Arbeitsgruppe von L. Dresen am Institut für Geophysik der Ruhr-Universität entwickelt und in der Praxis erprobt. Hierzu gehört auch die Untertage-Gravimetrie, die von U. Gasten und L. Dresen an der RUB zur Abschätzung und eventuellen Prognose des Gebirgsschlagsrisikos weiterentwickelt wurde.

Mit dem Rückgang des deutschen Steinkohlenbergbaus wandte sich die Geophysik in Bochum sowohl an der DMT (Deutsche Montan Technologie, der Nachfolgeinstitution der WBK) als auch an der Ruhr-Universität zunehmend bergbaufremden Fragestellungen zu, und sie ist heute unter anderem ein Vorreiter auf dem Gebiet der Ingenieur- und Umweltgeophysik. So hat F. Rummel seit 1977 die Hot-Dry-Rock-Forschung in Deutschland massgeblich vorangetrieben, um die industrielle Nutzbarkeit der Erdwärme aus heissem Tiefengestein als potentielle Alternativenergie nachzuweisen. Aufbauend auf den instrumentellen Entwicklungen von Mintrop und Baule entwickelte sich die Geophysik in Bochum parallel hierzu zu einem bedeutenden Entwickler und Hersteller geophysikalischer Messgeräte.

Literatur
Löhr, W. (1942): Geophysikalische Einrichtungen des Bergbaus. - in: Der deutsche Steinkohlenbergbau, Technisches Sammelwerk, hrsg. vom Bergbau-Verein, Essen: 393-454; Essen (Verlag Glückauf).
Mintrop, L. (1942): Geophysikalische Verfahren zur Erforschung von Gebirgsschichten und Lagerstätten. - in: Der deutsche Steinkohlenbergbau, Technisches Sammelwerk, hrsg. vom Bergbauverein, Essen: 455-538; Essen (Verlag Glückauf).