Kernspintomografie findet Grundwasseradern
Magnetresonanz macht Untergrund sichtbar - Verfahren auch für Entwicklungsländer nützlich
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Neue Technik: macht Wasser im Untergrund sichtbar (Grafik: international.au.dk) |
Aarhus (pte017/26.11.2021/12:30)
Rutengänger, die mit einem Gabelstöckchen durch die Landschaft schleichen, behaupten, sie könnten tief in der Erde verborgenes Wasser finden. Ziemlich unglaubwürdig, und doch ist es möglich. Das haben dänische Forscher bewiesen, allerdings mit High-tech-Methoden statt einer Wünschelrute. Sie nutzen die Kernspintomographie, die aus der medizinischen Bildgebung bestens bekannt ist. Bei dieser Technik werden mit einem starken Magnetfeld alle Wasserstoffatome in eine Richtung gedreht. Radiowellen-Pulse zerstören diese Ordnung. Hören sie auf richten sich die Wasserstoffatome wieder präzise aus und senden bei der Rückkehr in ihre alte Position Signale aus, die Detektoren auffangen. Daraus errechnet ein Computer ein Bild, etwa vom Inneren eines Menschen. Magnetresonanz nennt sich das Verfahren.
[b]Magnetfeld sorgt für informative Unordnung[/b]
Genauso gehen Geowissenschaftler und Informatiker der Universität Aarhus https://international.au.dk/ in Dänemark vor. Die Wasserstoffatome in den Wassermolekülen im Untergrund richten sich nach dem Magnetfeld der Erde aus. Das Team um Jakob Juul Larsen, Assistenzprofessor für Elektro- und Informationstechnik, und Denys Grombacher, Assistenzprofessor für Geowissenschaften, stört diese Ordnung durch ein starkes Magnetfeld, das sie in die Erde schicken. Die Wasserstoffatome richten sich jetzt nach der neuen Kraft aus und senden dabei elektromagnetische Signale aus. Diese fangen Detektoren auf und ein Computer errechnet daraus die Wasserverteilung im Untergrund.
[b]Schwache Signale werden gestört[/b]
Die schwachen Signale aus dem Untergrund werden allerdings von anderen elektromagnetischen Feldern gestört, etwa durch Radiowellen oder die Signale der Mobiltelefone. Klare Bilder sind deshalb nicht möglich, bisher jedenfalls nicht.
Das wollten die Forscher ändern. Sie vergleichen diese Aufgabe mit dem Erkennen einer flüsternden Stimme während eines Rockkonzerts der einstigen Londoner Band Motörhead. Mit neuen Technologien im Bereich der Datenübertragung und Modellierung ist es ihnen tatsächlich gelungen, die Stimme hörbar zu machen – also scharfe Bilder der Wasserverteilung im Untergrund zu erzeugen. Sie rechneten die Störsignale heraus.
[b]Durchbruch bei der Kartierung von Grundwasser[/b]
Das Forschungsteam sieht in der neuen Technologie einen Durchbruch für eine schnelle, stabile, zuverlässige und kostengünstige Kartierung des Grundwassers auf der ganzen Welt. Hunderte Millionen Menschen auf der Welt haben keinen gesicherten Zugang zu sauberem Trinkwasser. Mit der neuen Technik lassen sich Vorräte im Untergrund zuverlässig finden, glauben die Forscher aus Aarhus.
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