Aerogeophysikalische Erkundung des Ahlen-Falkenberger Moores
Beitrag zum Projekt:
- D-AERO: Deutschlandweite Aerogeophysik-Befliegung zur Kartierung des nahen Untergrundes und seiner Oberfläche - Auswertung
- D–AERO: Airborne geophysical surveys for mapping the shallow subsurface in Germany – Evaluation
Moore besitzen für den Klimaschutz eine große Bedeutung, da intakte Moorböden aktive Kohlenstoff-Speicher sind. Somit ist es wichtig, Ausdehnung und Mächtigkeit von Mooren gut zu kennen. Aufgrund der Vielzahl von Mooren – insbesondere in Niedersachsen – ist es kaum möglich, alle notwendigen Messungen in-situ vorzunehmen. Alternativen bieten fernerkundliche und geophysikalische Verfahren, die seit einiger Zeit auf ihre Anwendbarkeit bei der Erkundung von Mooren untersucht werden. Insbesondere aerogeophysikalische Verfahren kombinieren die Vorzüge von Fernerkundung und Geophysik hinsichtlich einer schnellen Erkundung des Untergrundes.
Lageskizze des Ahlen-Falkenberger Moores (schwarz umrandete Fläche) im Messgebiet Hadelner Marsch (rot schraffierte Fläche)
Quelle: BGR
Auf Basis von neubearbeiteten Daten aus dem Messgebiet Hadelner Marsch aus dem 2004 (Siemon et al., 2019a) wurde das Gebiet um das Ahlen-Falkenberger Moor erkundet. Dieses Hochmoor südöstlich von Cuxhaven ist bereits mehrfach untersucht worden (Schneekloth, 1970, Frank et al., 2014) und es liegen zahlreiche Bohrungen des Niedersächsischen Landesamtes für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) aus dem Jahr 2007 vor. Es konnte gezeigt werden, dass mit aeroradiometrischen und aeroelektromagnetischen Verfahren Ausdehnung und Mächtigkeit eines Hochmoores bestimmt werden können (Siemon et al., 2019b,c,d, 2020).
Die laterale Abgrenzung von Mooren geling sehr gut mit den Daten der Radiometrie (Ionendosisleistung), da sich die Moorgebiete durch sehr niedrige Strahlungswerte (Ionendosisleistung < 1 µR/h) von der Umgebung abheben. Jedoch ist eine klare Trennung zwischen Hoch- und Niedermoor sowie zu den offenen Gewässern schwer möglich. Durch Hinzunahme der Geländehöhe (> 0,5 m NHN) als weiteren Auswahlparameter lässt sich der Hochmoorbereich aber zufriedenstellend abgrenzen.
Die vertikale Abgrenzung mit den Daten der Radiometrie ist nur relativ möglich, d. h. es ist eine Skalierung notwendig. Dieser für das gesamte Moorgebiet als konstant angenommene Proportionalitätsfaktor kann direkt aus dem Vergleich mit den Torfmächtigkeiten in den Bohrungen oder aus anderen Informationen über die Torfmächtigkeit gewonnen werden, z. B. aus den Ergebnissen der Aeroelektromagnetik.
Die Analyse der Daten der Aeroelektromagnetik zeigt, dass bei hohen Messfrequenzen, die die oberflächennahen Bereiche besser auflösen, zwar eine Abhängigkeit von der Moormächtigkeit, aber keine klare Korrelation besteht. Daher werden die Daten aller Messfrequenzen herangezogen, um daraus relativ glatte Inversionsmodelle für den spezifischen Widerstand zu berechnen. In diesen Modellen bildet sich die dünne Torfschicht (im Mittel etwa 3 m mächtig) gegenüber dem Liegenden (überwiegend Sande) durch geringere spezifische Widerstände (im Mittel etwa 40 Ωm) ab.
Der Vergleich von aerogeophysikalisch gewonnenen Moormächtigkeiten (Kombination aus Aeroradiometrie und Aeroelektromagnetik) mit den Ergebnissen von etwa 100 Bohrungen ist im Mittel sehr gut (Abweichung = -0,1 ± 1,1 m). Es treten aber lokal (an 5 % der Bohrlokationen) auch Abweichungen von über 2 m auf. Hier muss berücksichtigt werden, dass relativ glatte Flächendaten (Aerogeophysik) mit Punktdaten (Bohrungen) verglichen werden. Letztere können ganz lokale Gegebenheiten widerspiegeln und somit von der Umgebung abweichen. Aus den Ergebnissen der Elektromagnetik lassen sich auch Informationen über den Mooruntergrund (Sand bzw. Ton) ableiten.
Moormächtigkeit aus Aerogeophysik (Karte) und Bohrungen (Kreise). Rot umrandete Bohrungen haben Ton- oder Schluff im Liegenden, schwarze Kreise weisen auf Abweichungen >2 m hin
Quelle: BGR
Literatur:
Frank, S., Tiemeyer, B., Gelbrecht, J. & Freibauer, A., 2014. High soil solution carbon and nitrogen concentrations in a drained Atlantic bog are reduced to natural levels by 10 years of rewetting. Biogeosciences, 11, 2309–2324, doi: 10.5194/bg-11-2309-2014.
Schneekloth, H., 1970. Das Ahlen-Falkenberger Moor – Eine moorgeologische Studie mit Beiträgen zur Altersfrage des Schwarz-/Weißtorfkontaktes und zur Stratigraphie des Küstenholozäns. Geologisches Jahrbuch, 89, 63–96, Hannover.
Siemon, B., Ibs-von Seht, M. & Pielawa, J., 2019a. Ergänzung zum Technischer Bericht – Neuauswertung der Befliegung Hadelner Marsch 2004. BGR-Bericht, Archiv-Nr. 0135485, Hannover.
Siemon, B., Ibs-von Seht, M. & Frank, S., 2019c. Airborne electromagnetic and radiometric peat mapping – A case study from a bog in Germany. In: Proceedings of Near Surface Geoscience 2019, 8.-12.9.2019, The Hague, The Netherlands, 5pp., doi: 10.3997/2214-4609.201902430.