Magnetik

Magnetik-Messung Quelle: BGR

Magnetische Kräfte haben seit alters her den Menschen fasziniert, sicherlich weil magnetische Felder nicht unmittelbar durch unsere Sinne erfaßt werden können. Als wissenschaftliche Disziplin ist die Magnetik eine der Basismethoden der Geophysik. Sie war wohl die erste geophysikalische Methode, die bereits in der ersten Hälfte des 17. Jahrhunderts in der Exploration von Lagerstätten, hier speziell Eisenerzen in Skandinavien, zum Einsatz kam.

Die klassische Vermessung des Erdmagnetfelde unter Verwendung magnetisiserter Probekörper (vor allem Nadeln) war früher mühsam und aufwendig. Die wohl stärkste magnetische Anomalie überhaupt , die von der größten Eisenerzlagerstätte auf der Erde, der von Kursk in der Ukraine verursacht wird, ist 1778 angeblich mit Hilfe einer an einem Faden aufgehängten magnetischen Erzprobe entdeckt worden. Seit man vor knapp fünfzig Jahren gelernt hatte, magnetische Eigenschaften von Elementarteilchen für die Messung zu nutzen, hat sich die Magnetometrie als eine der am einfachsten und schnellsten im Gelände einsetzbaren Methode der angewandeten Geophysik entwickelt.

Das magnetische Störfeld ist, ähnlich wie in der Gravimetrie, definiert als die Abweichung der Messwerte von einem Normalfeld; letzteres ist im wesentlichen ein Dipolfeld und wird als Internationales Geomagnetisches Referenz Feld (IGRF) bezeichnet. Bei kleinräumigeren Vermessungen wird meist einfach ein empirisch bestimmtes Regionalfeld abgezogen, z.B. berechnet aus den vorliegenden Meßwerten.

Die Ursache für Magnetfeldanomalien sind magnetisierte Störkörper im Untergrund, die häufig aus basischen oder ultrabasischen Gesteinen wie Gabbros, Dioriten, Basalten, Serpentiniten u.ä. aufgebaut sind. Die stärksten Störfelder beobachtet man über Magnetit- und Magnetkies-Vorkommen. Die magnetische Suszeptibilität, als der für die Magnetisierung zuständige physikalische Parameter, kann über viele Zehnerpotenzen variieren (anders als der in der Gravimetrie entsprechende Parameter der Dichte), entsprechend unterschiedlich starke Magnetfeldanomalien sind zu beobachten. Keineswegs möglich ist es jedoch, aus der Stärke oder Form der Anomalien direkt auf das verursachende Gestein zu schließen.

Magnetisches Totalfeld über einfallender dünner Platte Quelle: Redford, 1964

Profil Laguna Merín Quelle: BGR

Magnetische Anomalien sind i. a. viel komplizierter ausgebildet als gravimetrische; normalerweise bestehen sie aus einem Minimum und einem Maximum. Ihre Form hängt stark von der geographischen bzw. magnetischen Breite ab, genauer von der Inklination oder Neigung des Magnetfeldvektors am Ort der Messung. Einfluß hat auch das Einfallen der Störkörper, sowie die Streichrichtung der Meßprofile (s. Grafik rechts).

Die Interpretation magnetischer Anomalien erfolgt gewöhnlich wiederum mit Hilfe von Modellrechungen. Früher hatten auch graphische Verfahren eine große Bedeutung. Dabei werden geeignete geometrischen Größen aus den Messkurven abgelesen und mit Hilfe von Auswertediagrammen können dann die Parameter der verursachenden Störkörper, wie Tiefe, Breite, Einfallen bestimmt werden.