Aerogravimetrie

Engl. aerogravimetry, franz. gravimétrie aérienne; passive gravimetrische Erkundung aus der Luft mit hypersensitiven Federwaagen zur Entdeckung von Anomalien des Erdschwerefeldes, die auf Salzdome, Intrusionen, Erzlager usw. hinweisen können.

Mit der Satellitengravimetrie lässt sich das Erdschwerefeld einheitlich, aber mit reduzierter Auflösung aufgrund der Höhe der Satellitenbahn erfassen. Mit gravimetrischen Messungen an der Erdoberfläche kann dagegen die Erdschwere mit hoher Auflösung, jedoch mit inhomogener Messpunktverteilung verursacht durch Umgebungsbedingungen beobachtet werden. Die Aerogravimetrie vom Flugzeug aus schließt die Lücke zwischen terrestrischen und satellitengestützten Messungen.

Prinzip der Hubschrauber-Gravimetrie Quelle: BGR

Ein Schweresensor, der auf einer bewegten Plattform installiert wird, misst die Summe der Schwere- und Inertialbeschleunigungen der Systems im Fluggerät. Die Störungen durch die Trägheitsbeschleunigungen bei einem normalen Messflug können die 100 bis 10000 fache Amplitude des Nutzsignals einer zu erfassenden geologisch bedingten Schwerevariation aufweisen, je nach Filterung der Daten. Die Trägheitsbeschleunigung kann jedoch aus der Flugzeugbewegung abgeleitet werden. Die Flugbahn muss mittels eines nicht-inertialen Systems, wie dem satelliten-gestütztem GPS, bestimmt werden. Die Reduktion um die Vertikalbeschleunigung sowie des Einflusses der Horizontalbeschleunigungen stellen somit wesentliche Komponenten der Datenbearbeitung dar.

Mittels Kenntnis der Schwerkraft (Gravitation) können Geowissenschaftler Modelle zur Dichteverteilung im Untergrund und damit zum Aufbau der Erdkruste erstellen. Messungen der Variation der Schwerkraft erfolgten in vergangenen Jahrzehnten punktuell an Land und kontinuierlich entlang von Profilen auf See. Damit diese Messungen auch aus der Luft per Hubschrauber oder Flächenflugzeug erfolgen können, modifiziert die BGR das im Einsatz befindliche Seegravimetersystem des Typs KSS31M so, dass es auch als Teilkomponente eines Aerogravimetrie-Messsystems angewendet werden kann.

Das KSS31M-System besteht aus zwei Hauptkomponenten: der kreiselstabilisierten Plattform mit dem Schweresensor und dem Rack mit der Steuerelektronik und der Stromversorgung. Das Rack enthält daneben einen Industrie-PC zur Steuerung und Datenaufzeichnung, ein rechnergesteuertes Präzisionsmultimeter und die GPS-Empfänger.

Das KSS31M System mit GPS-Empfängern Quellen: BGR