Kartierung der elektrischen Leitfähigkeitsverteilung zwischen Hamburg und Elbmündung
Beitrag zum Projekt:
- D-AERO: Deutschlandweite Aerogeophysik-Befliegung zur Kartierung des nahen Untergrundes und seiner Oberfläche - Auswertung
- D–AERO: Airborne geophysical surveys for mapping the shallow subsurface in Germany – Evaluation
Hubschrauberelektromagnetische (HEM) Untersuchungen bieten ein großes Potential für die flächendeckende Kartierung der Sedimente der ersten hundert Metern des Untergrundes. Sie sind für hydrogeologische Fragestellungen von großer Bedeutung, da mit Hilfe der hierbei bestimmten spezifischen Widerstandsmodelle die Verteilung sandiger und tonhaltiger Sedimente im Untergrund, sowie Versalzungszonen und Süßwasserbereiche in bis zu 150 m Tiefe ermittelt werden können.
In den Jahren 2008 und 2009 wurden im Rahmen der Projekte „D-AERO“ der BGR und „Flächenhafte Befliegung“ des Leibniz-Instituts für Angewandte Geophysik (LIAG) aerogeophysikalische Erkundungen zu Salz-/Süßwasserfragestellungen in verschiedenen Messgebieten im Bereich der deutschen Nordseeküste durchgeführt.
Eines dieser Messgebiete umfasst den Bereich der Elbmündung nordwestlich von Hamburg. Hier sollten die grundwasserführenden Schichten und mögliche Versalzungszonen kartiert werden. Es wird vermutet, dass sich der Elbwasserstand in diesem Gebiet erhöhen könnte, was eine Intrusion von Brackwasser in die Süßwasseraquifere nach sich ziehen würde. Mit hydraulischen Strömungsmodellen können solche Fragestellungen untersucht werden. Bereits vorhandene geologische Informationen können mit Hilfe von elektrischen Leitfähigkeitsmodellen der HEM flächenhaft zu einem geologischen Strukturmodell ergänzt werden. Wird dieses dann mit hydraulischen Parametern belegt, kann es als Grundlage für eine hydraulische Modellierung dienen. Ein Teil der HEM-Daten ist auf diese Weise in das BMBF-Projekt KLIMZUG-NORD eingeflossen.
Die Karten des scheinbaren spezifischen Widerstands (Kehrwert der elektrischen Leitfähigkeit) und der Schwerpunktstiefe von drei der sechs gemessenen Frequenzen geben einen ersten Überblick über die Leitfähigkeitsstruktur im Messgebiet (Abbildungen). Die Erkundungstiefe steigt mit kleiner werdenden Frequenzen und erreicht bis zu 160 m (380 Hz). Die hochohmigen pleistozänen Moränen-Sedimente des höher gelegenen Geestrückens grenzen sich deutlich gegen die gutleitenden Marsch-Sedimente ab (133 kHz und 8 kHz).
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Literatur:
Steuer, A., Siemon, B., Ibs-von Seht, M., Meyer, M. & Wiederhold, H., 2012. Helicopter-borne electromagnetics (HEM) at the Elbe estuary in Northern Germany. – Proceedings of the 24th Schmucker-Weidelt-Colloquium for Electromagnetic Depth Research, Neustadt/Weinstr., Germany, 19.-23.09.2011, ISSN 0946-7467, 256-265.
Steuer, A., Siemon, B., Ibs-von Seht, M., Meyer, U. & Wiederhold, H., 2012. How helicopter-borne electromagnetic models can help to improve the hydrogeological understanding of a saltwater-rising zone. 21st International Workshop on Electromagnetic Induction in the Earth, Darwin, Australia, 25.-31.07.2012, SP4.2-18.