Bodenradar

Diese Technik, auch GPR (Ground Penetrating Radar) oder Georadar genannt, entspricht in ihrer Funktionsweise dem herkömmlichen Radar, wie es in der Luft- und Seefahrt benutzt wird. Allerdings wird hier nicht mit einer rotierenden Antenne gearbeitet, vielmehr wird diese meist wie ein Hündchen an der Leine über den Boden gezogen.

Die Antenne sendet hochfrequente Impulse in den Boden, diese werden von vergrabenen Objekten, andersartigen Bodenschichten etc. unterschiedlich stark reflektiert und wieder vom Gerät empfangen. Aus den unterschiedlichen Laufzeiten der Signale kann nun auf Tiefe und Beschaffenheit geschlossen und somit ein Abbild des Bodens erstellt werden.

Abhängig von der verwendeten Frequenz und Bodenbeschaffenheit können durchaus Tiefen bis zu 30 Meter erreicht werden. Trockene, sandige Böden oder Granit sind günstig; Lehm, Schiefer und andere gut leitende Böden sind eher ungünstig und führen oft zu Meßtiefen von gerade mal einem Meter. Niedrige Frequenzen (etwa 10 bis 200 MHz) reichen sehr tief, bieten aber eine relativ schlechte Genauigkeit. Höhere Frequenzen im Bereich von 250 MHz bis über 1 GHz bilden wesentlich mehr Details ab, reichen aber nicht so tief. Somit sind niedrigere Frequenzen zum Auffinden von Stollen etc. wesentlich besser geeignet.

Magnetometer/Gradiometer

Im Gegensatz zum Bodenradar werden beim Magnetometer Veränderungen im Magnetfeld der Erde gemessen. Sehr einfach ausgedrückt, erzeugt das Erd-Magnetfeld in einem Meßsensor eine bestimmte Spannung, die gemessen werden kann. Verschiedene Böden bzw. Objekte im Boden beeinflussen dieses Feld und die Spannung verändert sich.

Leider tritt aber auch dann eine Änderung auf, wenn sich z.B. der Abstand zum Boden oder die Himmelsrichtung ändert. Um dies zu kompensieren, montiert man zwei identische Sensoren in einem gewissen Abstand voneinander. Bei einem solchen, eigentlich Gradiometer genannten, Gerät geht man davon aus, daß das Erdmagnetfeld in beiden Sensoren das gleiche Signal erzeugt. Subtrahiert man nun die Signale voneinander, kommt der Wert Null heraus. Eine Änderung in näherer Umgebung erzeugt nun unterschiedlich starke Signale in den Sensoren und wird dadurch meßbar.

Hieraus ergibt sich, daß die mögliche Meßtiefe auch vom Abstand der Spilen bestimmt wird und tatsächlich ist es auch so. Die Beschaffenheit eines Meßobjektes spielt ebenfalls eine große Rolle. Ein kleiner, starker Magnet kann durchaus das gleiche Signal erzeugen wie ein wesentlich größeres, weniger magnetisches Objekt.

Mit guten Geräten sind, je nach Bodenbeschaffenheit und Gerät, recht große Meßtiefen erreichbar. Aber Vorsicht: Es gibt auch Billig-Geräte, z.B. aus NVA-Beständen, die wirklich zu kaum mehr taugen als zum Minensuchen.

Magnetometer bzw. Gradiometer gibt es sowohl in tragbarer Ausführung als auch zur Montage an Flugzeugen.

VLF-Geräte

VLF steht für "Very Low Frequency", auf Deutsch "Langwelle" genannt. Das Funktionsprinzip ist relativ simpel und beruht darauf, daß verschieden gut leitende Böden ein elektromagnetisches Feld unterschiedlich stark beeinflussen bzw. sog. Sekundärfelder bilden. Langwellen-Signale im Bereich von etwa 10 bis 30 kHz werden deshalb benutzt, weil sie sehr tief in die Erde eindringen können.

Prinzipiell handelt es sich bei den Geräten um Langwellen-Empfänger mit entsprechender Antenne, bei denen die momentane Feldstärke gemessen und ausgewertet wird. Einige Geräte, wie z.B. das EMFAD UG-12, arbeiten mit "Fremdsendern" wie etwa Radio- oder Funkstationen und werden vor Ort auf das stärkste Signal abgestimmt bzw. stellen sich per Scanner selbst ein. Andere Geräte verwenden eigene Sender, die meist getrennt im Gelände aufgestellt werden.

Die Meßtiefen entsprechen in etwa denen von guten Magnetometern.

Andere Verfahren

Neben den oben genannten gibt es noch einige andere Verfahren.

Seismische Messungen mittels Rüttelwagen bzw. Explosionen werden in der Gas- und Ölbranche eingesetzt, sind aber für unsere Anwendungen kaum geeignet.

Auch durch die direkte Messung des Bodenwiderstands mittels mehrerer Sonden lassen sich Schlüsse über den Untergrund ziehen, doch auch diese Methode ist für uns weniger erfolgversprechend.

Es gibt noch weitere Möglichkeiten, den Untergrund zu "ermessen". Da die meisten aber unhandlich oder für diese Anwendung ungeeignet sind, lohnt eine Vertiefung an dieser Stelle nicht. Wer sich dafür interessiert, sollte einmal eine gut ausgestatte Ausstellung über Geologie und Bergbau besuchen oder sich entsprechender Literatur bedienen.

Fazit

Für den Amateur sind alle diese Verfahren praktisch unbezahlbar.Wer es professionell haben möchte oder braucht, sollte versuchen, sich ein Gerät bei einer Prospektionsfirma aus der Energie- oder Bergbaubranche zu mieten. Aber auch das dürfte nicht billig sein. Hinzu kommt, daß all diese Technik auch etwas Übung erfordert, was die Mietzeit und damit die Kosten in die Höhe treibt.

Gradiometer und VLF-Geräte kann man, gute Elektronikkentnisse und etwas Verständnis für Physik vorausgesetzt, auch selber bauen. So könnte eine sinnvolle Ausrüstung z.B. aus einem Selbstbau-Gradiometer mit A/D-Wandler, einem (D)GPS-Gerät und einem Lap- oder Palmtop bestehen. Damit dürfte eigentlich schon einiges möglich sein. Ergebnisse wie mit den Profi-Geräten kann man aber wahrscheinlich nicht erwarten.