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Geoelektrik & Elektromagnetik

Die Sektion führt experimentelle und theoretische Arbeiten zur Erkundung und Beschreibung des Untergrundes und der den Untergrund verändernden Prozesse mittels elektrischer und elektromagnetischer Verfahren durch. Die Erkundung und Charakterisierung des Untergrundes basiert auf den physikalischen Parametern elektrische Leitfähigkeit, dielektrische Permittivität und magnetische Permeabilität.

Forschung in der Sektion

Die Sektion konzentriert ihre Forschung auf die Weiter- und Neuentwicklungen geoelektrischer und elektromagnetischer Methoden. Im Fokus stehen dabei Arbeiten zur Verbesserung der räumlichen und zeitlichen Erfassung (Monitoring) dynamischer Prozesse beispielsweise zur Beschreibung der Variation von Süß-/Salzwassersystemen in Küstengebieten, der Skalen- und methodenübergreifende Erkundung zur Verbesserung der Parametrisierung von Untergrundmodellen oder der hochauflösenden Charakterisierung sedimentologischer Strukturen.

Im Forschungsfeld Geoelektrik werden (Gleichstrom-) geoelektrische Messungen eingesetzt, um den Untergrund zu charakterisieren oder ablaufende Prozesse zu überwachen. Besonderes Augenmerk kommt hier großskaligen Messkonzepten und Monitoringexperimenten sowie der zugrunde liegenden Auswertesoftware zu. Das Forschungsfeld Oberflächen-NMR befasst sich mit der Entwicklung von an der Erdoberfläche durchgeführten NMR Experimenten zur Abbildung hydrogeophysikalische Parameter wie Wassergehaltsverteilungen und hydraulische Leitfähigkeiten im Untergrund. Das Forschungsfeld Georadar befasst sich mit der Struktur- und Parameter-Ermittlung des Untergrunds mittels hochfrequenter elektromagnetischer Wellen. Untersuchungsobjekte sind z.B. Grundwasser- und Sedimentsysteme, Landminen oder archäologische Strukturen. Die Entwicklungen im Bereich der Modellierung und Inversion sowie im technischen Bereich sind auf diese Methoden ausgerichtet wobei sich das Forschungsfeld Modellierung und Inversion besonders mit der Modellierung partieller Differentialgleichungen beschäftigt, vor allem der Maxwell-Gleichungen. Zusätzlich werden moderne Inversionsalgorithmen entwickelt, welche zur Datenauswertung dienen. Übergeordnete Themen sind die Charakterisierung der Kritischen Zone und von Küstenaquiferen.

zu den Forschungsfeldern der Sektion

Aktuelle Projekte (Auswahl)

  • DESMEX 2 & DESMEX real
    Tiefe Elektromagnetische Erkundung von Erzlagerstätten
  • HOPE (zusammen mit S1 und S3)
    Untersuchung von Störungen in Neuseeland
  • DynaDeep
    The Dynamic Deep Subsurface of High-Energy Beaches
  • BlueTransition
    How to make my region climate resilient
  • MoreSpin
    Mobiler Magnet-Resonanz Sensor mit supraleitender Spule zur Präpolarisation im oberflächennahen Untergrund 
  • TONIA
    Teilflächendifferenziert-optimiertes Nährstoffmanagement im Ackerbau
  • GeoMetEr (mit S1)
    Entwicklung geophysikalischer Messverfahren und Methodenkombinationen zur Erstellung hochauflösender übertägiger Erkundungsprogramme
  • OGER (mit S1)
    Optimierte Grundwassererkundung durch Kombination innovativer seismischer und elektrischer Verfahren

alle Projekte der Sektion

News & Termine

Ausgewählte Publikationen

  • Stadler, S., Schnennen, S., Hiller, T. & Igel, J. (2023): Realistic simulation of GPR for landmine and IED detection including antenna models, soil dispersion and heterogeneity, Near Surface Geophysics, doi:10.1002/nsg.12282.
  • Hiller, T., Costabel, S., Dlugosch, R., Splith, T. & Müller-Petke, M. (2023): Advanced surface coil layout with intrinsic noise cancellation properties for surface-NMR applications. - Magnetic Resonance Letters, 3(2): 140-149, doi:10.1016/j.mrl.2023.03.008.
  • Nazari, S., Rochlitz, R. & Günther, T. (2023): Optimizing semi-airborne electromagnetic survey design for mineral explorationMinerals 23(6), 796, doi:10.3390/min13060796.
  • Splith, T., Hiller, T. & Müller-Petke, M. (2023): Bloch-Siegert Effect for Surface Nuclear Magnetic Resonance Sounding Experiments in the Unsaturated Zone. - Applied Magnetic Resonance. doi:10.1007/s00723-023-01582-3.
  • Rochlitz, R., Becken, M. & Günther, T. (2023): Three-dimensional inversion of semi-airborne electromagnetic data with a second-order finite-element forward solver, Geophysical Journal International, 234(1), 528-545. doi:10.1093/gji/ggad056.
  • Wadas, S.H., Buness, H., Rochlitz, R., Skiba, P., Günther, T., Grinat, M., Tanner, D.C., Polom, U., Gabriel, G. & Krawczyk, C.M. (2022): Geophysical analysis of an area affected by subsurface dissolution – case study of an inland salt marsh in northern Thuringia, Germany. Solid Earth, 13: 1673-1696, doi:10.5194/se-13-1673-2022.
  • Stadler, S. & Igel, J. (2022): Developing Realistic FDTD GPR Antenna Surrogates by Means of Particle Swarm Optimization. - IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 70(6): 4259-4272. doi:10.1109/TAP.2022.3142335

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Technische Ausstattung