RWTH Fachgruppe Geowissenschaften und Geographie
Logo Lehr- und Forschungsgebiet Neotektonik und Georisiken Fachgruppe Geologie RWTH Aachen
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Ausstattung














Laborausstattung


- Siebmaschine Retsch AS 200 für Trocken- und Nasssiebung
- Siebe 40cm: 20-8000µm; Siebe 20 cm: 500-5000µm
- Kernsäge
- Trockenschrank
- Präzisionswaagen
- Standard-Sedimentanalyse
- Mikroskopie
- Präparation

Bohrung / Rammkernsondierung


- Rammkernsonden
- Rammsonden mit Linern
- Schlitzsonden
- Schlaghammer mit Benzinmotor
- hydraulisches Ziehgerät mit Benzinmotor
- Verlängerungsgestänge für bis zu 15 m Bohrtiefe

Zur Aufnahme geologischer Profile stehen nicht immer ausreichende Aufschlüsse zur Verfügung, daher ist es notwendig, auf Schürfe und Grabungen zurückzugreifen. Kann die Zieltiefe dadurch nicht erreicht werden, müssen Bohrungen niedergebracht werden. Unser Bohrsystem ist handlich, einfach zu transportieren und kann von zwei Leuten selbständig bedient werden. Diese Methode erlaubt die schnelle Untersuchung von Lockersedimenten bis in eine Tiefe von ca. 15 m, je nach Beschaffenheit des Untergrundes. Durch den kombinierten Einsatz von Schlitzsonden und Rammkernsonden mit PE-Linern können die Proben bereits im Feld beschrieben werden, ohne dass später Abstriche bei der detaillierten Analyse im Labor gemacht werden müssen.


Video hydraulischer Hubzylinder (QuickTime)








Erbohrung von Tsunami-Sedimenten in einer Saline am Cabo de Gata, Spanien.



GPR


Hardware
- 100 MHz, 270 MHz und 400 MHz Antennen
- Messrad
- Datenakquisitionssystem
- GPS-Navigation
Software
- ReflexW Processing und 3D-Interpretation (Sandmeier Software)
- Petrel 3D-Interpretation (Schlumberger)

Das GPR (Ground Penetrating Radar, Ground Probing Radar, Georadar) ist ein aktives, zerstörungsfreies geophysikalisches Verfahren zur Erkundung des oberflächennahen Untergrundes. Aus der Aufzeichnung abgestrahlter und reflektierter elektromagnetischer Wellen können Rückschlüsse auf die Verteilung physikalischer Parameter im Boden gezogen werden. Der Frequenzbereich dieser Wellen liegt typischerweise zwischen 10 MHz und 2 GHz, dabei ist das räumliche Auflösungsvermögen proportional, die erreichbare Eindringtiefe antiproportional zur Sendefrequenz. Die Wellenausbreitung im Untergrund wird hauptsächlich durch Dielektrizität und Leitfähigkeit der Materialien beeinflusst, das GPR-Verfahren ist daher besonders dort gut geeignet, wo sich diese Eigenschaften ändern, d.h. bei Wechseln in Wasser- und Stoffgehalt, Salinität, Porosität, Sättigung, Korngröße, Erzgehalt, bei Hohlräumen etc. Anwendung findet GPR in der Geologie, Hydrogeologie, Baustoffuntersuchung, der Umweltgeologie, Neotektonik, Sedimentologie, Baugrunduntersuchung, Archäologie und bei Erkundung von Hohlräumen (Rohrleitungen, Karsthöhlen…) und metallischen Fremdkörpern (Munition, Kabel, Bewehrung etc.). Unsere Arbeitsgruppe ist Mitglied im [http://www.georadarforum.de/|Georadarforum]].

3D-Radardaten auf YouTube 1, YouTube 2.

GPR an der Carboneras Fault, Cabo de Gata, Spanien.
Zu sehen ist eine Minimalausrüstung, die in einer Box mit dem Flugzeug transportiert werden kann: SIR 3000, 270 MHz Antenne









GPR - Erkundung tyrrhenischer Terrassen am Cabo de Gata, Spanien.




LIDAR / Laserscanning


- Optech ILRIS 3D Laser scanner
- bis zu 600 m Reichweite
- bis zu 1 mm Punktabstand
- bis zu 9 mm Auflösung

Der Lehrstuhl für Ingenieur- und Hydrogeologie und das Lehr- und Forschungsgebiet für Neotektonik und Georisiken haben gemeinsam einen ILRIS-3D-Laserscanner der Firma Optech angeschafft. Dieses Gerät zeichnet dreidimensionale Daten mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich und in bis zu 1km Entfernung vom Zielobjekt auf. Die hohe Auflösung bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Vorwiegend soll das LIDAR (LIght Detection And Ranging) zur Überwachung verschiedener Arten von Massenbewegungen und zur Analyse aktiver Störungen eingesetzt werden. Weitere Anwendungsbereiche sind Archäologie, Architektur, Hydrogeologie, Ingenieurgeologie, Bergbauüberwachung und die Erstellung von Massebilanzen. Die 3D-Datensätze werden mit spezieller Software verarbeitet und analysiert; die weitere Verwendung mit GIS, 3D-Analysesoftware oder CAD ist problemlos möglich.
Den ersten Einsatz bestritt das Gerät auf einer Geländekampagne im Süden Spaniens. Prof. Klaus Reicherter und Dr. Tomás Fernández-Steeger untersuchten mit Hilfe des Laserscanners die römischen Ruinen von "Baelo Claudia" an der Straße von Gibraltar auf Erdbebenschäden und kartierten großflächig die tektonischen Strukturen des Gebietes. Mit Hilfe dieser Datensätze lassen sich nicht nur genaueste Geländemodelle erstellen, Wiederholungsmessungen erlauben auch die Bestimmung von Bewegungsraten in seismisch aktiven Gegenden.
Des Weiteren wurde das LIDAR zur Aufnahme von Felsstürzen und Erdrutschen eingesetzt. Hierbei lag der Schwerpunkt auf der Erstellung von Massebilanzen sowie auf der Untersuchung von potentiell gefährdeten Siedlungen.
Noch in diesem Jahr wird das Gerät für weitere Messkampagnen eingesetzt werden - nach Felssturzkartierungen auf der Atlantikinsel Madeira Ende November stehen Untersuchungen in Griechenland, Mazedonien, Spanien und in Belgien auf dem Programm.


Der Laserscanner im Einsatz in Südspanien. Das Gerät ermöglicht die Aufzeichnung von 3D-Datensätzen mit Genauigkeiten < 1 mm.



- 3D-Modell eines römischen Aquäduktes in Baelo Claudia, Südspanien
- Höhenmodell eines Kalksteinbruchs in Hessen
- LiDAR Daten von Madeira

Magnetische Suszeptibilität


- MS2 MagSusmeter
- MS2K Sensor

Die magnetische Suszeptibilität von Gesteinen und Böden kann Aufschluss über die Zusammensetzung und die Herkunft der untersuchten Materialien geben.
Für derartige Messungen steht ein Bartington MS-2 mit der MS-2K Sonde zur Verfügung, das zusammen mit dem Institut für Angewandte Geophysik angeschafft wurde.







Geoelektrik


- Geometrics OhmMapper mit 5 Elektroden

- Lippmann 4-Punkt Light mit 120 Elektroden
- 5 m max. Elektrodenabstand

























Geoelektrische Messungen sind seit langem ein Standardverfahren der angewandten Geophysik. Die Bestimmung des spezifischen Widerstandes erfolgt beim herkömmlichen Verfahren über die Einspeisung von Strom und das Abgreifen einer Spannung an Steckelektroden. Die Ergebnisse lassen Rückschlüsse auf Stoffbestand, Feuchte und Anomalien im Untergrund zu.
Mit dem OhmMapper wird eine kapazitive Kopplung erreicht. Dies bietet den großen Vorteil, dass keine Elektroden mehr in den Boden gerammt werden müssen (wodurch sich die Anwendung auf gefrorenen oder befestigten Oberflächen bisher stark eingeschränkt hat) und sich der Messfortschritt enorm vergrößert. Durch die Kombination eines Senders mit mehreren Empfängern können während einer einzigen Messung gleich mehrere Tiefenbereiche erkundet werden.
Ein solches Gerät steht uns und dem Institut für Angewandte Geophysik nun zur Verfügung.


Differentielles GPS (DGPS)


- 216 universelle Kanäle
- G3 Satelliten Technologie (GPS, Glonass, Galileo)
- Neue patentierte Fence Antenne
- 100 Hz RTK Positions Update
- Bluetooth
- Interner Speicher bis zu 32GB (SDHC)
- Robustes modernes Design
- Genauigkeit: H: 10 mm + 1 ppm V: 15 mm + 1 ppm

Die Bestimmung einer Position mittels GPS (Global Positioning System) basiert auf der Messung der Abstände mehrerer Satelliten zum Empfänger. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale bekannt ist, kann der Abstand über die Signallaufzeit gemessen werden. In der Praxis wird die Signalgeschwindigkeit allerdings durch atmosphärische Störungen leicht verändert, wodurch die Genauigkeit der Position nur im Meterbereich liegt.
Beim DGPS (Differential Global Positioning System) wird daher zusätzlich ein ortsfester Empfänger verwendet, der als Referenzstation dient. Dieser kann mit Hilfe eines Langwellensenders ein Korrektursignal zum mobilen GPS-Empfänger aussenden. Somit kann eine relative Positionsbestimmung mit Genauigkeit im Millimeterbereich erreicht werden.