In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierten Verbundvorhaben DESMEX (Deep Electromagnetic Sounding for Mineral Exploration), an dem neben der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, die das Forschungsprojekt koordiniert, der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), und dem LIAG weitere Forschungsinstitute, Universitäten und Industriepartner (Liste unten) beteiligt waren, wurden luftgestützte geophysikalische Messverfahren entwickelt, mit denen Erzkörper im Untergrund detektiert werden können.

Einsatz des geophysikalischen Messsystems im Raum Kiruna

Die Projektpartner erprobten ihr in DESMEX entwickeltes Semi-Airborne-Messverfahren unter anderem im Jahr 2018 in der Nähe von Kiruna, aus dem die jetzt bekannt gegebenen Funde stammen. Bei dem Messverfahren zur Erkundung des Untergrundes bis in einen Kilometer Tiefe wurde eine Messsonde mit hochempfindlicher Magnetfeldsensorik an einem Seil von dem BGR-Hubschrauber in niedriger Höhe über ein Explorationsgebiet geschleppt. Dabei zeichnete die Sonde ein magnetisches Induktionsfeld auf, welches gleichzeitig am Boden durch Stromeinspeisung im Untergrund erzeugt wurde. Mittels komplexer Datenaufbereitung konnten anschließend dreidimensionale geophysikalische Modelle berechnet werden, die in das Explorationsmodell des Unternehmens LKAB eingeflossen sind.

Entwicklung des Open-Source-Tools custEM am LIAG

Parallel entwickelte LIAG-Forscher Raphael Rochlitz die 3-D-Finite-Elemente-Toolbox custEM zur Modellierung der komplexen Untergrunddaten, die durch das neue Messverfahren erhoben wurden. Die Softwarelösung ist in der Lage, beliebige Topographien, beliebig ausgelegte Sender und Empfänger und komplizierte geologische Strukturen realistisch und genau zu modellieren. So können beispielsweise mithilfe der Modellierung der elektrischen Leitfähigkeit Vorkommen und Verläufe von Erzvorkommen im Untergrund sichtbar gemacht werden.

Seltene Rohstoffe als wichtige Ressource

Sowohl die Messmethodik als auch die Datenaufbereitung werden derzeit in Folgeprojekten wie DESMEX II und im Reallabor DESMEX-REAL (unter anderem im Oberharz) an anderen potentiellen Erzvorkommen weltweit eingesetzt. Zur Erkundung des Untergrundes spielt nicht zuletzt die Geophysik eine entscheidende Rolle. Nur mit geophysikalischen Messverfahren und einer fundierten Aufbereitung der erhobenen Daten in detaillierte Modelle können die tieferen Rohstoffvorkommen präziser dargestellt und weitere Überlegungen zum Untergrund angestellt werden. Die Ergebnisse aus dem DESMEX-Projekt zeigen, dass die Weiterentwicklung geophysikalischer Methoden - eine der Kernexpertisen des LIAG - in der darauf aufbauenden Anwendung einen wichtigen Beitrag für Wirtschaft und Gesellschaft leistet. 

Forschungspartner

WWU Münster
BGR Hannover/Berlin
IPHT Jena
Uni Köln
TU BA Freiberg
Supracon AG
Metronix