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Geomagnetik

Geomagnetische Messung. Sensorhöhe 2m. Quelle: HarbourDom

Ergebnis einer geomagnetischen Messung. Quelle: HarbourDom

Unter Geomagnetik werden jene Verfahren der Geophysik (insbesondere der angewandten Geophysik) verstanden, die sich mit dem natürlichen Erdmagnetfeld oder der Wirkung künstlicher (technisch produzierter) Magnetfelder auf die Erdkruste befassen.

Die Geomagnetik zählt – ähnlich wie die Gravimetrie – zu den Potentialverfahren und lässt sich wie diese universell und kostengünstig einsetzen. Für viele Anwendungen kann sie sogar von Flugzeugen aus erfolgen (Aeromagnetik). Die Interpretation (Interpretation der Messungen) kann aber wie bei anderen physikalischen Feldern mehrdeutig sein.

Geeignete Messgeräte können geophysikalische Anomalien finden, die zum Teil weniger als 1 Promille des erdmagnetischen Hauptfeldes ausmachen.

Zur Auswertung der Messungen werden Verfahren der Modellierung eingesetzt, die Aussagen über die Position, die Tiefe, die Form und die Zusammensetzung der Störkörper zulassen.
Diese Rückschlüsse auf die Magnetisierungs- bzw. Masseverteilung sind allerdings oft mehrdeutig - siehe Umkehrproblem der Potentialtheorie.

Die Geomagnetik wird unter anderem eingesetzt:

im Rahmen der allgemeinen Geophysik zum Verständnis des Aufbaus des ganzen Erdkörpers, vor allem des äußeren Erdkerns,
als Hilfsmittel geologischer Kartierung. So sind Ton-Gesteine meist stärker magnetisch als Sandsteine, oder basische Gesteine i.a. stärker magnetisch als saure Gesteine
in der angewandten Geophysik zur Prospektion (Erkundung) von Lagerstätten, indem lokale magnetische Anomalien analysiert werden
in der Umweltgeophysik (Untersuchung von Altlasten im Untergrund; Ortung von Fässern, Tanks, Munition..., eisenhaltiger Leitungen, unterirdischer Bauten),
in der Archäologie zur Kartierung historischer und prähistorischer Siedlungen und zur Planung von Ausgrabungen

Anwendung in der Geothermie

Magnetik und insbesondere Aeromagnetik können bei der Exploration in der Geothermie in vielfältiger Weise eingesetzt werden. Oft dient sie zur Beschaffung eines ersten Überblicks.

Ein besondere Anwendung ist die Bestimmung der Curie-Tiefe:

Die Curie-Tiefe (curie point depth, CPD) ist die Tiefe in der Erdkruste unterhalb der die Curie-Temperatur von etwa 580-600 °C überschritten ist und wo demnach keine Magnetisierung mehr auftritt.

Die Curie-Tiefe ist, ausserhalb geothermischer Anomalien etwa -20km. In vulkanisch geprägten Gebieten kann die Curie-Tiefe wesentlich kleiner sein. Die Bestimmung der Curie-Tiefe ist die einfachste Art, für Hochenthalpielagerstätten eine Temperatur Isofläche zu erarbeiten. In der Regel wird die Fläche der Curie-Tiefe aus aeromagnetischen Daten abgeleitet.

Literatur

Ernstson, K., Alt, W.: Gravity and geomagnetic methods in geothermal exploration: Understanding and misunderstanding. In: World of mining, Surface & underground Nummer 65 (2013), S. 115-122

Frey, M., Bossennec, C. & Sass, I. Mapping Buried Fault Zones in a Granitic Pluton Using Aeromagnetic Data. Pure Appl. Geophys. (2023). doi.org/10.1007/s00024-023-03258-2

Ozawa, M., K. Fukuoka, J. Nishijima, Y. Fujimitsu & S. Ehara: Cooling of the Shallow Subsurface Beneath Kuju Volcano, Central Kyushu, Japan Deduced from Geomagnetic Changes, New Zealand Geothermal Workshop (2003)

Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank unter 'magneti'.