Aerogeophysikalische Kartierung in Ostfriesland

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

Das BGR-Projekt D-AERO hat in Zusammenarbeit mit den Staatlichen Geologischen Diensten und Forschungseinrichtungen das Ziel, durch Setzung von inhaltlichen und regionalen Schwerpunkten vorhandene Messgebiete zusammenzuführen und durch neue Befliegungen bei Bedarf zu ergänzen. Der aktuelle Schwerpunkt liegt an der Nordseeküste, wo u.a. die Ausbreitung der Grundwasserversalzung untersucht wird.

Die Ergebnisse der drei gleichzeitig eingesetzten Methoden Aeroelektromagnetik, Aeromagnetik und Aeroradiometrie sind für mehrere Messgebiete in Ostfriesland (Abb. 1), die in den Jahren 2008 bis 2009 mit dem Hubschrauber der BGR beflogen worden sind, zu gemeinsamen Übersichtskarten (Abb. 2) zusammengestellt worden. Hierfür wurden zunächst die Ergebnisse der Befliegungen Langeoog (128) und Esens (129) kombiniert, die zusammen mit dem Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) durchgeführt wurden (Wiederhold et al., 2010).

Insbesondere die Ergebnisse der Hubschrauberelektromagnetik (HEM) decken lithologische Strukturen sowie Grundwasserversalzungen auf (Siemon et al., 2009). Die Halbraumwiderstände ρ_a, abgeleitet von hochfrequenten HEM-Daten (f = 41 kHz, Abb. 2, links), d. h. für die oberflächennahen Bereiche, grenzen auf den Inseln Langeoog und Spiekeroog die Süßwasserlinsen ab und zeigen auf dem Festland die Süßwasservorkommen im eher sandigen Untergrund durch hohe Halbraumwiderstände (blau) an, während die tonigen Bereiche durch eher niedrige Halbraumwiderstände (gelb) charakterisiert sind. Im Watt, das bei Ebbe beflogen worden ist, treten sehr niedrige Halbraumwiderstände auf, besonders im Bereich der Priele (violett). Bei tiefen Frequenzen (z. B. bei f = 2 kHz, Abb. 2, rechts), d. h. in größerer Tiefe (>30 m auf den Inseln und dem Festland, >10 m im Watt), treten Änderung vor allem bei den Inseln (gelbe Farben deuten den unteren, brackigen Teil der Süßwasserlinsen an) und im Watt (gelbe Farben deuten den geringeren Salzgehalt im Grundwasser an) auf. Aber auch entlang der Küste ist die klare Abgrenzung der mit Salzwasser bzw. Süßwasser gesättigten Sedimente aufgehoben und es erscheinen N–S verlaufende Schlieren, die den unterschiedlichen Grad der Versalzung andeuten.

Abb. 1: Aerogeophysikalische Messgebiete in Ostfriesland

Abb. 2: Halbraumwiderstände bei f = 41 kHz (links) und f = 2 kHz (rechts) auf topografischer Karte (BKG)

Literatur:

BKG: Geoinformationen © Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (www.bkg.bund.de)

Siemon, B., Christiansen, A.V. & Auken, E., 2009. A review of helicopter-borne electromagnetic methods for groundwater exploration. – Near Surface Geophysics, 7, 629–646

Siemon, B., Voß, W., Elbracht, J., Deus, N., Wiederhold, H. & Meyer, U., 2014. Kartierung von Tonvorkommen aus der Luft am Beispiel des Messgebietes Esens in Ostfriesland. In: Tagungsband zur 74. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft, 10.-13.3.2014, Karlsruhe, EM-P.008.

Wiederhold, H., Siemon, B., Steuer, A., Schaumann, G., Meyer, U., Binot, F.& Kühne, K., 2010. Coastal aquifers and saltwater intrusions in focus of airborne electromagnetic surveys in Northern Germany. 21th Salt Water Intrusion Meeting 2010, Azores, Portugal.