Apparative Ausstattung

Für die angewandte Geophysik stehen eine Gleichstromgeoelektrik-Apparatur und ein Bodenradar mit verschiedenen Antennenfrequenzen zur Verfügung.


Gleichstromgeoelektrik

Funktionsweise

Über zwei Elektroden wird ein Gleichstrom oder niederfrequenter Wechselstrom in den Untergrund eingespeist. In Abhängigkeit vom spezifischen Widerstand des Untergrundes baut sich ein Potentialfeld auf. Das Potential kann durch Messung der Spannung an zwei weiteren Elektroden ermittelt werden (Vierpunktanordnung).
Aus den gemessenen Werten können dann über eine geeignete Auswertung Rückschlüße über den Untergrung gezogen werden.

Messmethoden

Messgerät: ARES (Automatic Resistivity System) der Firma GF Instruments Multielekrtodensystem mit 48 Elektroden, max. 5m Elektrodenabstand

Tiefensondierung: Ziel ist, an einem Punkt die Verteilung des spezifischen Widerstandes in Abhängigkeit von der Tiefe (Schichtmächtigkeit) zu erfassen.
Kartierung: Bei einer Kartierung soll die laterale Verteilung des spezifischen Widerstands erfasst werden. Damit können Aussagen zur Veränderung des spezifischen Widerstandes und damit der lithologischen Einheiten in einer Tiefenebenen getroffen werden.
Sondierungskartierung (Pseudosektion, ERT): Dieses Verfahren stellt eine Kombination aus den beiden erst genannten Verfahren dar. Mittels Pseudosektion ist es möglich die laterale Verteilung des Widerstandes mit zunehmender Tiefe zu untersuchen.


Bodenradar (Georadar, Ground Penetrating Radar, GPR)

Funktionsweise

Messgerät: RAMAC GPR der Firma Mala Geoscience (Beschaffung über Lehrstuhl Regionale Geologie | Strukturgeologie) Foto | Messung am Hügelgrab in Wackerow (bei Greifswald)

Bei der Messung strahlt die Sendeantenne (T) einen elektromagnetischen Impuls in den Untergrund. Dort wird dieser an eventuell vorhandenen Schichtgrenzen oder Störkörpern zurück zur Oberfläche reflektiert und mit einer Empfangsantenne R) aufgezeichnet.
Die Eindringtiefe und Auflösung variiert dabei je nach Untergrundbeschaffenheit und eingesetzter Radarantenne. Je kleiner die verwendete Antennenfrequenz ist, desto größer ist die Eindringtiefe. Mit abnehmender Frequenz nimmt jedoch die Auflösung des oberflächennahen Bereichs ab, so dass keine detailreichen Aussagen getroffen werden können. Mit steigender Frequenz nimmt das Auflösungsvermögen zu, die Eindringtiefe nimmt jedoch ab. Am Institut stehen Antennen mit verschiedenen Frequenzen (25 MHz, 50 MHz, 100 MHz, 200 MHz, 500 MHz, 800 MHz) und Ausführungen (geschirmt / ungeschirmt) zur Verfügung .

Messmethoden

Reflexionsverfahren (Profilmessung): Das Reflexionsverfahren ist durch einen festen Abstand der Sende- und Empfangsantenne (Common Offset Gather) gekennzeichnet. Es ist besonders für Kartierungen des Untergrundes geeignet. Die Messung einzelner Spuren erfolgt an unterschiedlichen Positionen entlang einer Profillienie. Nachfolgend werden die einzelnen Messspuren zu einem Entfernungs-Zeit-Diagramm, dem sogenannten Radargramm, zusammensetzen. Unter optimalen Bedingungen (ausreichende Eindringtiefe, geringe Dämpfung des Signals und minimaler Abstand zwischen den einzelnen Meßspuren) liefert das Radargramm ein strukturelles Abbild des Untergrundes.
CMP Messung (Common Mid Point): Über die CMP-Methode wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit des untersuchten Mediums bestimmt. Sie wird zur Umwandlung der Laufzeiten des Radargramms in Tiefen benötigt. Außerdem kann daraus die relative Dielektrizitätskonstante (als Materialparameter) ermittelt werden. Bei der Aufnahme von CMP’s werden Sender und Empfänger schrittweise von einem gemeinsamen Mittelpunkt aus voneinander fortbewegt.