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Katja Essen

• Within this work two main aspects are focused. One is the numerical modelling of seismic wave propagation in geological structures where guided waves are significant. The other one aims at finding a flexible unified approach to the seismic inverse problem in different environments using the Born approximation. The two topics are related since the Born approximation requires solutions for reference models which are obtained by numerical modelling. The thesis presents numerical modellings of seismic wave propagation with special attention to guided waves which propagate in a low-velocity coal seam and in the low-velocity zone inside the mantle wedge of a subduction zone with special attention to a subduction channel. Furthermore, using the Born approximation, an algorithm for the modelling of scattered seismic wave fields is developed for cartesian as well as for spherical applications. Finally, the code was parallelised and is running on multiple processors.
• In dieser Arbeit stehen zwei Themenbereiche im Blickpunkt. Zum einen die numerische Modellierung der seismischen Wellenausbreitung in geologischen Strukturen, in denen geführte Wellen eine maßgebliche Rolle spielen. Das zweite Ziel ist es, einen flexiblen allgemeinen Ansatz für das seismische Inversionsproblem unter Verwendung der Bornschen Näherung zu finden. Die beiden Themen sind insofern verknüpft, als die Bornsche Näherung Lösungen für Referenzmodelle benötigt, die durch numerische Modellierung gewonnen werden. Es werden numerische Modellierungen der seismischen Wellenausbreitung gezeigt, zum einen in Kohleflözen und zum anderen innerhalb des Mantelkeils einer Subduktionszone mit besonderem Augenmerk auf einen Subduktionskanal. Unter Verwendung der Bornschen Näherung wurde ein Algorithmus zur Modellierung von gestreuten Wellenfeldern für kartesische wie auch sphärische Anwendungen entwickelt. Der Code wurde parallelisiert und kann auf einem Parallelrechner angewendet werden.