24. Elektroerkundung

Die meisten Stoffe leiten elektrischen Strom. Der Unterschied ist nur, daß manche Stoffe den Strom “gern” leiten, andere wieder tun das sehr “ungern”, es ist, als würden sie ihm Widerstand entgegensetzen. Gesteine sind in ihrer Zu-sammensetzung unterschiedlich, d.h., sie leisten einen unterschiedlichen elektrischen Widerstand.

Nun stellen Sie sich einen Würfel aus dichtem Stein vor, mit einer Kantenlänge von einem Meter. Sein elektrischer Widerstand ist sehr groß. Einen solchen Würfel nahm man als spezifische Größe. Man zerkleinerte ihn, begoß ihn mit Wasser. Wieder wurde der spezifische Widerstand gemessen. Er war um das Hundertfache geringer. Was war denn nur los?

Die Leitfähigkeit hängt hier vor allem von den enthaltenen wäßrigen Lösungen ab. Je mehr Feuchtigkeit es im Boden gibt, desto mehr Salze sind darin gelöst. Das wirkt als Elektrolyt, und desto leichter fließt der Strom durch.

Wir stehen an der trockenen Ufersandbank eines Flusses, die aus Sand und Kieseln besteht. Wie ist ihr elektrischer Widerstand? Ungefähr 300 Ohm pro Meter. Etwas weiter unten ist die Sandbank feuchter. Hier fließt der Strom besser, das Meßgerät zeigt nur 30 bis 150 Ohm an.

Schön wäre es, wenn die Gesteine überall gleich wären, in der Tiefe ebenso wie an der Oberfläche. Da könnte man leicht unterscheiden, wo es trocken und wo es naß ist. Das ist ja aber nur selten der Fall. Man kann heute in Westsibirien, an der Wolga, im Südural und in anderen Gebieten Hydrogeologen begegnen, die brauchen keine teuren und riesengroßen Geräte. In bestimmtem Abstand voneinander schlagen sie Metallstäbe in den Boden ein, schließen dann Batterien an sie an. Durch den Erdboden beginnt Gleichstrom zu fließen.

Nun werden in den Boden zwischen den beiden Metallstangen weitere zwei Elektroden eingefügt. Man braucht sie nur noch an ein elektrisches Meßgerät anzuschließen. Dieses Gerät zeigt den Spannungsabfall zwischen den Elektroden an. Auch die Stärke des Stroms, der von den Batterien in den Boden fließt, ist bekannt. Anhand dieser Größen kann man den scheinbaren spezifischen Widerstand der Gesteine messen, was bedeutet, daß man auch die Wasserführung an einer bestimmten Stelle bestimmen kann. Viele Meßwerte sind zu ermitteln. Hydrogeologen nehmen möglichst den geraden Weg, ob Hügel oder Senken, oft gehen sie Hindernissen absichtlich nicht aus dem Wege. Da und dort rammen sie Elektroden in den Boden ein, immer im gleichen Abstand voneinander. Auf Karten tragen sie dann die Lage der wasserführenden Schichten ein.

Eine solche Erkundungsmethode bezeichnet man als elektrische Widerstandskartierung. Sie ist sehr vielseitig anwendbar und eignet sich z.B. zur Feststellung und Kartierung geologischer Schichten mit hoher elektrischer Leitfhigkeit. Besonders geeignet dafür sind wasserführende Schichten und verdeckte alte Flußläufe.

Aber die elektrische Erkundung hilft nicht nur unter die Erde zu schauen und Wasser zu finden. Sie kann die Menge des fließenden Wassers feststellen und seine Fließrichtung. Und sie kann sagen, in welcher Tiefe jede dieser geologischen Schichten liegt.

Wasserführende Horizonte werden in der Erde von wasserundurchlässigen getrennt, beide Kategorien wechseln einander ab. So führt z.B. eine dieser Grundwässeszonen Süßwasser, während evtl. die nächste Zone mit Salzwasser gefüllt ist. Das ist oft in den kasachischen Steppen der Fall. Da versuche einer, sich zurechtzufinden, ohne aufzugraben. Mitunter gräbt man auf, aber auch das hilft nicht weiter. So wurde im Sowchos “Schartondinski” im Gebiet Zelinograd eine Trinkwasserbohrong vorgenommen. Sie ergab ungeeignetes Wasser. Also setzte man eine zweite Bobrung an. Wieder war das Wasser salzig. Die Leute wurden unruhig. “Vielleicht steht der Sowchos auf einem ungünstigen Platz? Was soll nur werden ?”

Da kamen Hydrogeologen und Geophysiker zu Hilfe. Sie bauten ihre Geräte auf. Nach einiger Zeit sagten sie: “Bohrt lieber hier!” Die dritte Bobrung lieferte Trinkwasser. Es stammte aus einer ganz anderen Tiefe, als man erwartet hatte. In diesem Falle hatten die Geophysiker die Methode der elektrischen Tiefensondierung angewandt.

Sondieren, das heißt hier, die Tiefen zu durchforschen. Wie soll man das verstehen? Versuchen wir uns einmal zurechtzufinden. Wenn man den Abstand zwischen zwei elektrischen Speiseelektroden vergrößert oder verringert, dann verändert sich auch der vom Strom durchflossene, d.h. durch die Messung erfaßte Tiefenbereich. So können verschieden tief liegende Gesteine registriert werden.

Bei derartigen Erkundungen bleibt die Meßanlage grundsätzlich auf ihrem Platz stehen, nur die Speiseelektroden werden schrittweise auseinandergeschoben wie etwa die Spitzen eines Zirkels. Es wurde berechnet, daß ihre Entfernung etwa dreimal so groß sein muß wie die Erkundungstiefe.

Die erhaltenen Meßdaten werden auf Millimeterparier aufgetragen. Dann vergleicht man sie mit vorliegenden theoretischen Kurven in den Kurvenalben. Dort, wo das Wasser salzig ist, wird der scheinbare spezifische elektrische Widerstand besonders niedrig sein. Wo gutes Süßwasser liegt, wird dieser Widerstand höher liegen, aber immer noch viel geringer als im trockenen Gestein. Dem braucht man nur noch hinzuzufügen: Die elektrische Erkundung ist um ein Vielfaches billiger als die Erkundungsbohrung. Die Ausrüstung eines Meßtrupps der elektrischen Erkundung ist leicht tragbar. In den wasserlosen Steppengebieten unseres Landes trift man immer häufiger Hydrogeologen und Geophysiker bei gemeinsamer Arbeit.

Wortliste zum Text 26

r Fall - случай; вариант

r Gleichstrom - постоянный ток

r Kiesel - 1.галька(галечная порода);булыжник

2. кремень

e Kurvenalbe pl - альбомы кривых(графиков)

s Album - альбом

e Leitfähigkeit - проводимость

r Meßtrupp - отряд топографов

r Sand - 1. песок;2.отмель,мель

e Sondierung - зондирование,исследование зондом

r Spannungsabfall - падение напряжения

e Speiseelektrode - питающий электрод

e Spitze - острие,кончик;пик,вершина

r Stoff - вещество,материал

r Strom - ток, электричество

e Ufersandbank - береговая песчаная отмель

r Widerstand - 1.сопротивление; 2.реостат

r Würfel - кубик

e Zusammensetzung - состав

abhängen - зависеть

anschließen - присоединять, подключать

ansetzen(Bohrung) -начинать,закладывать(новую скважину)

aufbauen - строить ,сооружать

aufgraben - раскапывать,шурфовать

begeißen - поливать,обливать

einfügen - вставлять,прилаживать

einrammen - забивать(что-л) в землю

leiten - 1.вести,направлять;

2.руководить,управлять;3.прово-дить

s.vorstellen - представить себе,вообразить

zurechtfinden - ориентироваться,разбираться(в чем-л)

geeignet - подходящий, удобный,пригодный

naß - сырой, мокрый

mitunter - иногда,порой,подчас,временами

spezifisch - удельное(сопротивл.)

tragbar -1.переносный;портативный;

2.приемлемый

trocken - сухой

das ist ja aber nur selten der Fall - но это бывает (случается, имеет место) редко

Was soll nun werden? - Что должно произойти?

Widerstand leisten - оказывать(проявлять, обнарживать) cопротивление

Annotieren, Referieren, Übersetzen

(Sprechaufgaben zum Text 27 auf der Seite 11 )