Elektromagnetische Tiefenforschung (Magnetotellurik)

Mit der Methode der Magnetotellurik wird die elektrische Leitfähigkeit der Erdkruste und des obersten Erdmantels untersucht. Die gesuchte Information ist in den Amplituden- und Phasenbeziehungen zwischen den natürlichen Schwankungen des erdmagnetischen Feldes und dem induzierten erdelektrischen Feld im Periodenbereich von einigen Zehntel bis zu einigen Tausend Sekunden enthalten.

Magnetotellurische Untersuchungen als Begleitvorhaben zum Nordostdeutschland-Profil des Deutschen Kontinentalen Reflexionsseismischen Programms (DEKORP) zwischen Rügen und dem Harz bildeten einen Arbeitsschwerpunkt. Von besonderer Bedeutung bei paläogeographischen Rekonstruktionsversuchen des Kollisionsbereichs zwischen Fennoscandia und Ost- Avalonia ist der Nachweis einer Zone erhöhter Leitfähigkeit im Tiefenbereich von ca. 7 km bis etwa 11 km im Nordteil des Profils. Hier handelt es sich wahrscheinlich um nach Süden abtauchende altpaläozoische C_org- reiche "Skandinavische Alaunschiefer", die in der Offshore-Bohrung G14 in ca. 1600 m Tiefe erbohrt wurden. Messungen an Proben der Bohrung ergaben eine hohe elektrische Leitfähigkeit mit spezifischen Widerständen von z.T. unter 1Wm, die auf den graphitisierten organischen Gehalt dieser ehemaligen Erdöl/Erdgas-Muttergesteinen zurückzuführen sind.

Im zweiten Arbeitsschwerpunkt konnten magnetotellurische Messungen auf dem 400 km langen Profil GEOLIMEX quer durch den Süden Mexikos, für das auch seismische und gravimetrische Ergebnisse vorliegen, sowie auf einem weiter nördlich gelegenen 600 km langen Prallelprofil zwischen Acapulco und Tampico abgeschlossen werden. Die bisherigen Ergebnisse erbrachten für das GEOLIMEX-Profil sichere Hinweise auf die Existenz einer angenähert parallel zur Oberkante der subduzierten ozeanischen Cocos-Platte abtauchenden Zone erhöhter elektrischer Leitfähigkeit. Weiterhin lassen sich entlang des Profils Abschnitte einteilen, die weitgehend der Gliederung in geologische Krusten-Komplexe ("Terranes") entsprechen. Auf dem Parallelprofil zeichnen sich auffällig hohe spezifische Widerstände ab, die Hinweise auf die abtauchende Platte erschweren.

Drittmittelgeber:

BGR, Hannover; DFG

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Hartmut Jödicke, Prof.em. Jürgen Untiedt, Dipl.-Phys. Alexander Jording, Dr. N. Hoffmann (BGR, Berlin), Dipl.-Phys. W. Müller (BGR, Hannover), Dr. J. Arzate (Institute of Geophysics, UNAM, Campus Juriquilla, Querétaro, Mexico)

Veröffentlichungen:

ELEKTB Group (V. Haak, F. Simpson, K. Bahr, J. Bigalke, M. Eisel, U. Harms, G. Hirschmann, E. Huenges, H. Jödicke, A. Kontny, J. Kück, G. Nover, A. Rauen, J. Stoll, J. Walther, H. Winter, G. Zulauf): KTB and the electrical conductivity of the crust, J. Geophys. Res. 102, 18289-18305, 1997

Hoffmann, N., H. Jödicke, B. Fluche, A. Jording, W. Müller: Modellvorstellungen zur Verbreitung potentieller präwestfalischer Erdgas-Muttergesteine in Norddeutschland - Ergebnisse neuer magnetotellurischer Messungen, Z. angew. Geol. 44, 140 - 158, 1998