Marine Magnetik

Der Magnetik fällt in der marinen Geophysik eine wichtige Rolle zu, da praktisch der gesamte Untergrund der Ozeane unter einer Überdeckung aus Sedimenten aus stark magnetischen basaltischen Gesteinen besteht. Diese entstehen an den mittelozeanischen Rückensystemen aus sich abkühlenden Magmen kontinuierlich neu und driften auseinander. Aus bis heute nicht völlig verstandenen Ursachen kehrt das Erdmagnetfeld in unregelmäßigen Abständen seine Polarität um. Zusammen mit der Fähigkeit der magnetischen Minerale, bei der Abkühlung von heißem Gestein die Richtung und Stärke des Erdmagnetfeldes gewissermaßen einzufrieren, eröffnen sich der Seemagnetik damit weitreichende Möglichkeiten. Es entstanden streifenförmige Magnetisierungsmuster in praktisch allen Ozeanböden, die magnetisch vermessen werden können und die für das Alter der ozeanischen Kruste charakteristisch sind. Auf diese Weise konnte die Seemagnetik der Theorie der Plattentektonik in den frühen 60er Jahren zum Durchbruch verhelfen.

Messprinzip Gradiometer Quelle: BGR

Magnetische Messungen auf See werden im allgemeinen mit Protonenmagnetometern durchgeführt, die an einem Kabel hinter dem Schiff geschleppt werden, um von der stark störenden Eisenmasse des jeweiligen Forschungsschiffs einen genügend großen Abstand zu halten. Protonenmagnetometer messen die Totalintensität des Magnetfeldes, aus der durch den Abzug eines Referenzfeldes die magnetischen Anomalien berechnet werden. Bei der BGR wird in der Regel ein Gradientenmagnetometer auf der Basis eines verfeinerten Prinzips der Protonenmagnetometer (Overhauser-Magnetometer) eingesetzt, durch das die störenden zeitlichen Variationen des Erdmagnetfeldes unterdrückt werden können.

Eine Sonde des Vektor-Gradientenmagnetometers vor dem Einsatz Quelle: BGR

Weiterhin wurde eine Magnetometersonde zur Einsatzreife gebracht, mit der die Vektorkomponenten des Magnetfeldes vermessen werden können, was beispielsweise in äquatornahen Gebieten neue Interpretationsmöglichkeiten eröffnet.
Die marine Magnetik wird bei der BGR standardmäßig zusammen mit den anderen geophysikalischen Verfahren (Seismik, Gravimetrie und Bathymetrie) eingesetzt, ausgewertet und interpretiert. Zu den von der BGR vorangetriebenen neuen methodischen Entwicklungen zählt der Einsatz von Magnetometersonden auf verschiedenen, in großer Wassertiefe dicht über dem Meeresboden eingesetzten Geräten. Diese kommen vor allem bei der kleinskaligen Untersuchung von Rohstofflagerstätten am Meeresboden zum Einsatz. Dabei handelt es sich um Geräte für Sonarmessungen in höchster Auflösung, aber auch um Kamerasysteme und Beprobungsgeräte. Eine Neuentwicklung ist ein unmagnetischer Geräteträger, der speziell für den Einsatz von magnetischen Spulensystemen und elektromagnetischen Messverfahren am Meeresboden konzipiert ist.