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Time-Domain-Elektromagnetik (TEM)

TEM Messanordnung. Quelle: Zonge
TEM-Sektion. Quelle: Zonge

Die Time-Domain elektromagnetische Methode (TEM) oder Transient-Elektromagnetik ist eine häufig genutzte elektromagnetische geophysikalische Methode, um Abbilder der Verteilung der elektrischen Leitfähigkeiten im Untergrund zu erhalten.

TEM ist ein gutes und preiswertes Verfahren, um Gesteinsunterschiede, Tonlagen, Grundwasserströme und Anderes zu kartieren. TEM wird seit Jahrzehnten in der Mineralexploration angewendet und eben heute auch in der Umweltgeophysik, in der Ingenieurgeophysik und in der Geothermie.

Die Explorationstiefe kann 10m bis 1.000m betragen, abhängig von der instrumentellen Anordnung, den Leitfähigkeiten des Untergrundes und der Noise-Situation.

Arbeitsweise

TEM benötigt apparativ einen Sender (meist eine Spule), um dem Untergrund ein elekomagnetisches Feld aufzuprägen. Bei dieser Zeitbereichsmethode ist dies entweder ein Impuls oder (meist) ein Einschalt- oder Ausschaltvorgang des Spulenstromes, der durch Differenzierung in einen Impuls umgewandelt werden kann. So wird ein Senderfeld oder Primärfeld erzeugt. Dieses induziert ein Reaktionsfeld oder Sekundärfeld des Untergrundes. Gemessen werden diese Felder durch Empfängerspulen. Die Anordnung von Sender- und Empfängerspulen kann vielfältig (z.B. konzentrisch) sein. Gemessen wird die Antwort der Untergrundes als Funktion der Zeit, oft mit einer logarithmischen Zeitskala.

Anwendungen

TEM-Techniken werden genutzt um geologische Strukturen, wie geothermische Anomalien, Grundwasser oder andere Aggregationen zu kartieren. Anwendungen in der Umweltgeophysik oder Ingenieurgeophysik können auch Grundwasserkontaminationen betreffen. Auch Permafrost lässt sich mit TEM kartieren.

Anwendung in der Geothermie

In der Geothermie wird TEM oft im Zusammenhang mit Magnetotellurik (MT) genutzt, um oberflächennahe Strukturen zu kartieren, die insbesondere für statische Korrekturen der MT-Daten vonnöten sind. Statische Korrekturen sind beim MT-Verfahren nötig, wenn topographische Einflüsse oder oberflächennahe geologische Einflüsse die MT-Daten verfälschen.

Die Antwortfunktion der Erde kann, wie bei allen EM Verfahren, sehr unterschiedlich sein und, der Größe nach, um Magnituden variieren, je nach der Widerstandsstruktur des Untergrundes.

Literatur

Irfan, R., Kamah, Y., Gaffar, E., and Winarso, T.: Magnetotelluric Static Shift Correction Using Time Domain Electromagnetics Case Study: Indonesian Geothermal Rough Fields. In: Proceedings World Geothermal Congress, Bali, Indonesia (2010) 

Tezel, O., Hosgörmez, H., Alp Hakan, H.: A time domain IP method in geothermal exploration:Balikesir (Gure), Turkey. In: Proceedings World Geothermal Congress, Bali, Indonesia, 25-29 April (2010) 

Taruna FADILLAH, Budi SULISTIJO, Sudarto NOTOSISWOYO, Ary KRISTANTO : The Resistivity Structure of Aluvial in Geothermal Prospect Using Time Domain Electromagnetic Methode (TDEM) Survey, World Geothermal Congress , 2015

Weblink

http://en.openei.org/wiki/Time-Domain_Electromagnetics