Resource 2012 Seite 22

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Inhalt

in einem Messfahrzeug verstaut und zum nächsten Messpunkt gefahren Das ist anstrengend und schweißtreibend spezi ell unter tropischen oder subtropischen Bedingungen sagt Schildknecht Mehr als zwei bis fünf Sondierungen pro Tag sind normalerweise nicht möglich obwohl eine Messung nur wenige Minuten dauert Mit dem neuen Verfahren das die BGR Forscher Torus TEM genannt haben entfällt der komplizierte Messau au Der schwebende Schwimmring hebt die ringförmige Sende antenne und die kleinere Empfangsantenne einige Meter in die Lu Der Ballon wird mit einem System von Leinen zwi schen zwei Geländewagen verspannt die in festem Abstand hintereinander herfahren Für Messungen auf Seen oder Flüs sen können statt Autos Boote eingesetzt werden und für klein räumige Untersuchungen kann der Ring auch von wenigen Personen zu Fuß bewegt werden So sind Sondierungen auf einem engmaschigen präzisen Raster möglich Bei einem typischen Einsatz wird die Sendeantenne auto matisch aufgespannt und angehoben wenn der Ballon mit Helium gefüllt wird Die übrigen Apparate die für TEM Messungen notwendig sind Sender Empfänger und Strom versorgung bleiben in den Messfahrzeugen Das Gespann braucht für eine Messung nicht einmal anzuhalten Während einer Messkampagne kann der Ballon wochenlang in der Lu bleiben Nachts wird er mit P öcken und Sandsäcken xiert Damit ist das Torus TEM Verfahren wesentlich schneller als die bisher üblichen Bodenmessungen Da die Kosten eines Ballons lediglich ca 50 der Kosten einer handelsüblichen TEM Apparatur betragen liegen die Kosten für eine Erkun dung mit Ballon wegen der hohen Messgeschwindigkeit ver mutlich meist weit unter den Kosten einer klassischen boden gebundenen Erkundung Das macht das Ballonkonzept auch für kleine Consulting Büros attraktiv Das System ist zudem vergleichsweise handlich und leicht zu transportieren Zusam mengefaltet passt der Ballon in einen Minibus Die Forscher gehen davon aus dass das System auch für kleinere Consul tants interessant und erschwinglich ist Derzeit arbeiten sie noch daran es praxistauglich zu ma chen In tropischen Gebieten dür e es zum Beispiel nötig sein einen Druckausgleich zu scha en Wenn es mittags wärmer wird könnte der Ballon sonst platzen Damit das teure Helium nicht abgelassen werden muss soll im Innern des Ballons ein zweiter mit Lu gefüllter Schlauch eingezogen werden ein so genanntes Ballonet Die Lu kann bei Bedarf entweichen und wieder aufgefüllt werden Eine weitere Aufgabe der Forscher besteht darin einen geeigneten Sender zu entwickeln dessen Signal bis in große Tiefen vordringen kann Trotz der relativ geringen Fläche der Antenne muss dafür ein starkes magnetisches Moment erzeugt werden Um das zu erreichen sind hohe Ströme und Sendespulen mit mehreren Windungen nötig Bei achgrün digen Messungen sollen dagegen handelsübliche Sender und Empfänger zum Einsatz kommen Damit könnten zum Bei spiel Grundwasserlinsen in geringen Tiefen genauer unter sucht werden als bislang möglich Die Forscher sehen weitere Einsatzmöglichkeiten für ihr neues System Der Ballon kann mit weiteren geophysikali schen Sensoren bestückt werden sagt Schildknecht Damit wäre es möglich zeitgleich mit der elektrischen Leitfähigkeit zum Beispiel auch Magnetfelder und Gammastrahlenintensi täten zu messen oder Infrarot und Bodenradar Messungen durchzuführen Auch das Magnetresonanz Verfahren NMR könnte durch den torusförmigen Ballon verbessert werden Diese Methode die auf dem gleichen Prinzip beruht wie ein Kernspin Tomograph in der Medizin benutzt ebenfalls große ringförmige oder quadratische Antennen die auf dem Boden ausgelegt werden O ist die Au ösung der NMR Messungen durch die Interaktion der Antenne mit ober ächennahen Be reichen des Untergrundes beeinträchtigt Wird die NMR An tenne zur Messung angehoben entfällt diese Störquelle Mit dem Torus Ballon ist dies bald kein Problem mehr Verspannt zwischen zwei Geländewagen kann der Torus Ballon zu den Mess punkten transportiert werden Wasser BODEN UND GRUNDW ASSER Ein schwebendes Verfahren Projekt Torus TEM Die Transienten Elektromagnetik ist ein relativ neues Verfahren um Erze oder Grund wasser in trockenen Gebieten aufzuspüren Bislang erschwerten unhandliche Sen de Antennen die Anwendung BGR Forscher lassen die Spulen nun in die Luft stei gen mit Hilfe eines Ballons Das Ding sieht aus wie ein weißer Schwimmring Nur die Di mensionen stimmen nicht Der torusförmige Ballon ist so rie sig dass er eine große Turnhalle ausfüllt Er hat einen Durch messer von 20 Metern der Schlauch ist zwei Meter dick Der skurrile Heliumballon soll demnächst in die Lu steigen als Teil einer neuen Messapparatur die die elektrische Leitfähig keit des Untergrundes mit der so genannten Transienten Elek tromagnetik TEM erkundet Bei diesem Verfahren ießt für kurze Zeit elektrischer Strom in einer ringförmigen Antenne und erzeugt dabei ein starkes vertikales Magnetfeld Wird der Strom in der Antenne abgeschaltet zerfällt das Magnetfeld und erregt dabei in leit fähigen Materialien im Bo den zum Beispiel im Grundwasser oder in metallischen Erzen Ringströme die den Zerfall des Magnetfeldes bremsen Registriert man den zeitlichen Verlauf des Zerfalls kann man auf die räumliche Verteilung der leitfä higen Materialien im Boden schließen z B auf die Verteilung von Grundwasser Das TEM Verfahren eignet sich zur Erkun dung der Leitfähig keit des Untergrundes bis in Tiefen von ei nigen hundert Metern Ein Nachteil ist allerdings die riesige Sendeanten ne die das Verfahren aufwändig macht Bei herkömmlichen TEM Messungen wird die ringförmi ge Antenne für jede Einzelmessung auf dem Boden ausgelegt In semiariden Gebieten müssen dazu meist Büsche gerodet werden berichtet Friedrich Schildknecht Nach jeder Mes sung werden Antenne und sämtliche Apparaturen abgebaut Au autest des Torus TEM Ballons in einer Turnhalle 2221