Lexikon der Fernerkundung

Aeroelektromagnetik

Zur Aeroelektromagnetik (airborne electromagnetics, AEM) zählen diejenigen Verfahren der Elektromagnetik, mit denen eine schnelle Erkundung des Erduntergrundes im Bereich von wenigen Metern bis mehreren hundert Metern Tiefe aus der Luft möglich ist. Das BGR-System nutzt einen Hubschrauber zum Schleppen der Sender und Empfänger, die sich in einer Flugsonde befinden. Diese etwa 10 m lange Flugsonde hängt an einem 45 m langen Kabel etwa 30 m bis 40 m über dem Gelände.

Die dipolförmigen Sendesignale (Primärfelder) werden bei sechs diskreten Messfrequenzen im Bereich von 386 Hz bis 133 kHz als kontinuierliche Sinusschwingungen generiert. Für jede Messfrequenz werden je zwei Komponenten des im Erduntergrund induzierten sekundären Magnetfeldes registriert (siehe Prinzipskizze), die mittels einfacher Modelle für den Erduntergrund in spezifische Widerstände (Kehrwert der elektrischen Leitfähigkeit) umgerechnet werden. Die Ergebnisse werden in Vertikal- oder Horizontalschnitten dargestellt.

Seit etwa einem halben Jahrhundert werden aeroelektromagnetische (AEM) Verfahren vor allem zur Auffindung von mineralischen Rohstoffen genutzt. In den letzten drei Jahrzehnten werden diese Verfahren auch zunehmend zur Grundwassererkundung eingesetzt. Mit ihnen können große Areale in kurzer Zeit effizient erfasst werden. Aufgrund der Abhängigkeit des Untersuchungsparameters, der elektrischen Leitfähigkeit, sowohl von den lithologischen Verhältnissen im Untergrund als auch von der Salinität des Porenwassers können Struktur und Beschaffenheit von Grundwasserleitern untersucht werden.

Alternativ zu diesem Frequenzbereichsverfahren der Aeroelektromagnetik existieren auch Zeitbereichsverfahren, bei denen das Sendesignal durch Ein- und Ausschaltvorgänge generiert wird. Für beide Verfahren können sowohl Flächenflugzeuge als auch Hubschrauber eingesetzt werden.

Nachfolgend eine Prinzipskizze der Hubschrauber-Elektromagnetik. Für die Aeroelektromagnetik trägt der Hubschrauber eine torpedoförmige zehn Meter lange Messsonde, die zugleich Sender und Empfänger schwacher elektromagnetischer Felder ist. Bis in etwa hundert Meter Tiefe lässt sich damit der Untergrund "durchleuchten".

Als Träger für AEM-Systeme werden Flugzeuge und Hubschrauber eingesetzt, die mit Frequenz- oder Zeitbereichsverfahren bestückt sein können.

Hubschrauber-Elektromagnetik Prinzipskizze der Hubschrauber-Elektromagnetik Quelle: BGR

Einsatzgebiete für die Aeroelektromagnetik, z.B. für das hubschrauberelektromagnetische (HEM) Messsystem der BGR:

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