Magnetische Kartierung mittels SQUID-Magnetometer


NWG1-Hubschrauber+Squid

Das besondere Interesse im INFLUINS-Projekt gilt den Störungssystemen im Thüringer Becken, da diese das Potential für Fluidtransport besitzen. Die Nachwuchsgruppe Oberflächennahe Geophysik (NWG1) hat zur Aufgabe, diese Strukturen in den oberen 200 m hochauflösend mit ihren Tiefenfortsetzungen und Fluidwegsamkeiten zu erfassen und zu modellieren. Dazu wurden im Sommer 2012 und 2013 zu untersuchende Flächen im Thüringer Becken und in Randbereichen mit einem magnetischen Volltensorsystem, welches die Änderungen (Gradienten) des Erdmagnetfeldes in allen Raumrichtungen erfasst, luft- und bodengestützt magnetisch kartiert. Die Befliegung mit dem vom Institut für Photonische Technologie (IPHT) und der Supracon AG in Jena entwickelten Messinstrument wurde in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt. Die Organisation und Durchführung der Befliegung und Bodenkampagnen wurden vom Teilprojekt NWG1 übernommen.


NWG1-Flugkörper

Die Basis für das Volltensorsystem oder auch FTMG (Full Tensor Magnetic Gradiometer) sind extrem empfindliche SQUID-Gradiometer, wobei SQUID für Supraleitender QUanten Interferenz Detektor steht. Die Kartierung aller Gradienten erlaubt eine 3D Strukturdefinition sowie Aussagen über die Magnetisierungsrichtungen in den verschiedenen Gesteinen und Einheiten. Die Messsignale sind sehr schwach und klingen sehr schnell mit steigendem Abstand zwischen Messsystem und Boden ab. Um den Anforderungen einer hohen Auflösung und Informationsgewinn aus größeren Tiefen gerecht zu werden, ist eine möglichst geringe Quellentfernung, z.B. Flughöhe, und ein hochgenaues Messsystem erforderlich. Für die luftgestützten Messungen wurde deswegen ein aerodynamisch geformter Flugkörper mit hoher Flugstabilität entwickelt, der von einem Hubschrauber in einer Höhe von etwa 30 m geschleppt wurde. Beim bodengestützten Einsatz wurden die Sensoren etwa 30 cm vom Boden entfernt über das Gelände bewegt.

Die Projektressourcen ermöglichten eine Befliegung von bis zu vier größeren Gebieten mit jeweils unterschiedlichen Aufgabenstellungen. Die Messkampagnen starteten Anfang Juli 2012. Je nach erforderlicher räumlicher Auflösung wurde ein Linienabstand von 50 m bzw. 100 m gewählt. Alle Fluggebiete wurden so ausgewählt, dass damit große Hauptstörungssysteme im Thüringer Becken oder im Randbereich des Beckens überdeckt werden. Unterstützend erfolgte vor der Befliegung einer sich über einem Teil des seismisch vermessenen Profils befindlichen Fläche eine Befliegung mit Messtechnik von Jena-Optronik GmbH, um urbane Störungen zu erfassen. Die bodengestütze Erkundung mit noch höherer räumlicher Auflösung von magnetischen Strukturen schließt sich über ausgewählten Flächen an die Befliegung an.