LIAG
 

Geschichte des Georadars am GGA-Institut

Im Jahr 1971 wurde ein von Herrn Dipl.-Ing. R. Thierbach beantragtes Forschungs- und Entwicklungsprogramm genehmigt, dessen Zielsetzung die Entwicklung eines hochfrequenten elektromagnetischen Reflexionsverfahrens (EMR) für den untertägigen Einsatz im Salzberbau war. Im März 1973 war das erste mit einem Funkensender arbeitende Gerät fertig gestellt und lieferte im Frequenzbereich zwischen 50 MHz und 100 MHz hervorragende Reflexionen von Anomalien in Zechstein-Salzlagerstätten. Ein Ergebnis erster Messungen aus dem Jahr 1973 ist in Abb. 1 dargestellt. Die Reflexionen zeigen den Verlauf von Anhydrit- und
Tonsteinbänken im Jüngeren Steinsalz der Na3-Serie.

Abb. 1: Analoge Aufzeichnung erster EMR-Messungen (R. Thierbach, Juni 1973) im Benther Salzstock in der Nähe von Hannover

Es folgte die ständige Weiterentwicklung der Apparaturen und die Perfektionierung des Verfahrens, verbunden mit zahlreichen Messungen in Kali- und Steinsalz-bergwerken der flachen und steilen Lagerung.

Ein zweites Forschungsvorhaben (Beginn 1974) befasste sich mit der Peilung von Reflexionen untertage. Bei Messungen im Vollraum können die Signale aus allen Richtungen einfallen. Die Laufzeitmessung ergibt zwar die Entfernung, aber erst die Richtungsbestimmung ermöglicht eine räumliche Zuordnung und somit die Nachbildung der räumlichen Strukturen der Lagerstätte. Für diese Meßtechnik  haben sich Antennen nach dem Prinzip des Adcockpeilers als besonders brauchbar erwiesen.

Etwa gleichzeitig setzte die Entwicklung der ersten Bohrlochsonden zur Messung in Bohrlöchern ein. Diese Sonden enthielten in der ersten Ausführung jeweils nur eine Sende- oder eine Empfangsantenne, da zwischen Bohrungen gemessen wurde. Die Ergebnisse führten dann zum Bau von kompletten Sender-Empfängersonden. Je nach dem Verwendungszweck – große Reichweite oder Nahortung mit hoher Signalauflösung – wurden Sonden mit niedriger oder hoher Signalfrequenz, d.h. im Bereich zwischen 25 MHz und 250 MHz entwickelt.  Auf Grund der insgesamt positiven Ergebnisse etablierten sich die Georadarmessungen in der Folgezeit als Standardverfahren zur Vorauserkundung im Salzbergbau, wodurch sich der sonst notwendige hohe Erkundungsaufwand erheblich reduzierte.

In den Jahren 1977-1980 wurde die erste EMR-Sonde für Tiefbohrungen mit digitaler Datenerfassung und –übertragung in Zusammenarbeit mit der Fa. Prakla-Seismos GmbH entwickelt. Diese Sonde ist in sämtlichen Erkundungsbohrungen im Salzstock Gorleben und in weiteren Salzstöcken bis in 3000 m Tiefe zum Einsatz gekommen. Für weitergehende untertägige Erkundungsarbeiten im Werk Gorleben wurden spezielle Sonden in schlagwettergeschützter Ausführung entwickelt.

Während mehrerer Aufenthalte in Nordkanada zwischen 1979 und 1981 konnten beeindruckende Ergebnisse über einer Erzlagerstätte im Permafrost erzielt werden. Abb. 2 zeigt die Reflexionen der Oberkante des Pyritkörpers; hier bei ca. 1 µs, entsprechend einer Tiefe von 55 m.

Abb. 2: Messungen über einer Erzlagerstätte in Nord-Kanada (R. Thierbach)

Zu Beginn der 80er Jahre wurden die Funkensender nach und nach durch Avalanche-Sender ersetzt, die eine höhere Pulswiederholfrequenz ermöglichen. Die bisherige analoge Messtechnik mit fotografischer Registrierung wurde durch digitale Meßverfahren abgelöst, was wesentliche Verbesserungen hinsichtlich der Signalbearbeitung und Auswertung brachte.

Im Rahmen mehrerer Antarktis-Expeditionen wurden umfangreiche Untersuchungen zur Eisdickenbestimmung durchgeführt. Mit den für tiefe Umgebungstemperaturen präparierten, leicht tragbaren Apparaturen wurden Eindringtiefen bis zu 2000 m erreicht.

In der ersten Hälfte der 90er Jahre konnte für übertägige Messungen ein kommerzielles Gerät, das SIR-10 der US-amerikanischen Firma GSSI erworben werden, das inzwischen durch ein SIR-20 ersetzt ist. Zusätzlich existiert das tragbare SIR3000. Die Palette der Antennen reicht von Rohrdipolen für eine Frequenz von 15 MHz bis zu gekapselten Reflektortypen für 1,5 GHz.