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Magnetotellurik

MT Datenerfassungsgerät. Quelle: KMS
Spulen und Elektroden zur Erfassung von MT Daten. Quelle: KMS
Auslage von MT Stationen und Skin-Tiefe natürlicher elektromagnetischer Wellen: Niederfrequente Wellen erfassen tiefere, hochfrequente Wellen flachere Strukturen. Quelle: HarbourDom GmbH
3D MT Widerstands-Blockmodell. Quelle: Heise et al. GNS, NZ.

Die Magnetotellurik (MT) ist eine Methode der Geophysik. Durch zeitlich variierende Magnetfelder werden elektrische [tellurische; tellus: die Erde betreffend] Wirbelströme in leitfähigen Strukturen des Erdinneren induziert. Das durch die Ströme erzeugte elektrische Feld hat wiederum ein sekundäres Magnetfeld zur Folge. Die anregenden primären Magnetfelder können dabei sowohl natürlichen Ursprungs (Stromsysteme in der Ionosphäre und Magnetosphäre, Abstrahlung von Gewitterblitzen) als auch künstlich erzeugt (Längstwellen-Sender) sein. Durch ein sehr breites Periodenspektrum der Wechselfelder (von 10 − 8s bis 106s) können über die frequenzabhängige Eindringtiefe (Skin-Effekt) mit dieser Methode Aussagen über die Verteilung der elektrischen Leitfähigkeit innerhalb der verschiedenen Erdkrustenanteile bis in den oberen Erdmantelbereich gemacht werden.

Die Grundzüge von MT für 1D Strukturen wurden von Tikhonov, Cagniard und Rikitake (ab 1950) veröffentlicht. Die Bezeichnung 'Magnetotellurik' geht auf Cagniard zurück.

Anwendung in der Geothermie

Die Megnetotellurik ist insbesondere für Hochenthalpie-Lagerstätten die meistgenutzte geophysikalische Explorationsmethode. Inbesondere durch die das eigentliche Reservoir überlagernden Schichten (cap rock) mit den durch die hohen Temperaturen veränderten Mineralien (Alterationen) lassen sich die Reservoire oft gut kartieren. Die Alteration, oft auch Smektite genannt haben niedrige elektrische Widerstände und sind daher in MT-Schnitten gut sichtbar. Fehlen diese Alterationen, entfällt auch die Möglichkeit, dass die MT-Methode diesen cap rock Bereich als Indiktor für ein darunter liegendes Reservoir abbildet.

Welche Minerale im Einzelnen gebildet wurden, hängt vom Chemismus der Fluide und den Temperaturen ab.

Das erhaltene MT-Abbild kann helfen, Geometrie und Tiefenlage des cap rocks zu kartieren, ebenso die Grenze zwischen Deckschicht und Reservoir. Dabei ist das Auftreten von Illiten und Chloriten mit höheren Widerständen oft ein Indikator. Insgesamt kann MT in vielen Fällen Informationen über die Tiefenlage des Reservoirs und die Dicke und Geometrie der Deckschicht (cap) liefern. 

Literatur

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Simpson, F., & Bahr, K. : Practical magnetotellurics. Cambridge, UK : Cambridge University Press., 2005

Vozoff, Keeva: Magnetotelluric methods. In: Society of Exploration Geophysicists,Tulsa, Okla. (1986)

Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.

Weblinks

http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetotellurik

http://www.geothermal-energy.org/fileadmin/user_upload/documents/IFC-IGA_Geothermal_Exploration_Best_Practices_-_2nd_Edition_-2014.pdf

Zuletzt geändert Januar 2020