Neues Vektor-Gradientenmagnetometer erstmals erfolgreich eingesetzt

Das Forschungsschiff Meteor beim Einlaufen in Port of Spain Quelle: BGR

Das neu entwickelte „Vektor-Gradientenmagnetometer“ der BGR hat seinen ersten Einsatz in einem wissenschaftlichen Projekt erfolgreich bestanden. Bei der Ausfahrt des Forschungsschiffes „Meteor“ in der Karibik lieferte das seetaugliche Messinstrument jetzt wichtige Aufschlüsse zur tektonischen und vulkanischen Vergangenheit der mittelamerikanischen Region. 

Mit Hilfe des Vektor-Gradientenmagnetometers der BGR können in einem neuen Verfahren räumliche Veränderungen des Erdmagnetfeldes ermittelt werden. Im Unterschied zu bisherigen Instrumenten ist das Messgerät auch in der Lage, die Richtung von Erdmagnetfeldern zu bestimmen. Ein großer Vorteil, um bei der Forschungsfahrt in der Karibik neue Antworten auf eine der letzten großen offenen Fragen zur Entwicklung der Erdkruste zu erhalten. 

Eine Sonde des Vektor-Gradientenmagnetometers vor dem Einsatz. Später wird das Instrument einen Kilometer vom Schiff entfernt in 90 Meter Tiefe Messungen durchführen Quelle: BGR

Die Karibik besteht nach heutigem Wissen aus einem Puzzle von kleineren Krustenplatten, die teilweise erheblich durch Vulkanismus geprägt wurden. In diesem Umfeld waren klassische Magnetikmessungen bisher nicht erfolgreich, wenn es darum ging, die Herkunft  des Meeresbodens anhand von charakteristischen magnetischen Streifenmustern zu identifizieren. „Das war eine günstige Gelegenheit, die Möglichkeiten des neuen Magnetometertyps in einem schwierigen tektonischen Umfeld zu erproben“, sagt BGR-Geophysiker Dr. Udo Barckhausen, der das neue Instrument maßgeblich mitentwickelte. 

Die Forschungsfahrt unter Leitung des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) fand vor der Küste Kolumbiens und Venezuelas statt. Sie sah neben Gesteinsbeprobungen auch längere Vermessungsabschnitte vor und bot so gute Voraussetzungen zum Test verschiedener Konfigurationen des neuen Magnetometers bei gleichzeitigem Gewinn großer Datenmengen.

Über den Schiffsausleger werden bis zu vier Magnetiksonden an einem Kabel mit 2 Tonnen Zugkraft ins Wasser gelassen Quelle: BGR

Vom Forschungsschiff aus wurden die Vektor-Magnetometersonden an einem Messkabel zu Wasser gelassen. Ein insgesamt 850 Meter langes Kabel stellte den nötigen Abstand zum Forschungsschiff her, um die Magnetfeldmessungen nicht zu stören. Über das Stahlkabel erfolgte auch die Stromversorgung der Sonden sowie die Datenübertragung auf das Schiff. Die Messungen mit dem Vektor-Gradientenmagnetometer können sowohl bei langsamer Fahrt zeitgleich mit Seismik-Messungen als auch bei schneller Fahrt in Verbindung mit Übersichtsvermessungen der Wassertiefe erfolgen.

Die Messung räumlicher Veränderungen des Erdmagnetfeldes gehört zu den geophysikalischen Methoden, die standardmäßig bei einer Vielzahl von Anwendungen von tektonischen Untersuchungen bis hin zur Rohstoffsuche eingesetzt werden. 

Die Messmethode: Am Forschungsschiff werden die Vektor-Magnetometersonden durchs Wasser gezogen Quelle: BGR

„Technisch hat alles einwandfrei funktioniert, auch die Datenqualität ist sehr gut“, zieht Barckhausen ein rundum positives Fazit des ersten Einsatzes. „Ob die Fragestellungen zur tektonischen Entwicklung der Karibik mit den Daten beantwortet werden können, lässt sich allerdings zur Zeit noch nicht sagen“, so der Forscher. Dafür sind noch aufwendige Analysen der Daten und die interdisziplinäre Verknüpfung der Ergebnisse z.B. mit Altersbestimmungen der geborgenen Gesteinsproben notwendig.

Ein Ergebnis der Forschungsfahrt steht jedoch schon jetzt fest und hat viel Interesse in der Öffentlichkeit gefunden: Unter Wasser gibt es in der Karibik ganze Gruppen versunkener vulkanischer Inseln, die vor langer Zeit dort existiert haben.