Et typisk AEM-system består av en sirkulær antenne (strømsløyfe) som skaper et varierende elektromagnetisk felt i bakken som igjen induserer virvelstrømmer i jorda. Disse strømmene, som varierer med jordas ledningsevne, produserer selv et elektromagnetisk felt som fanges opp av én eller flere mottakerantenner montert på helikopteret.  Avhengig av systemets parametere (signalstyrke, antennestørrelse, flyhøyde, støy) og etter-prosessering av dataene varierer penetrasjonsdybden fra flere titalls meter til flere hundre meter.

Høyere porøsitet og høyere konsentrasjon av salter i porevannet vil føre til at fjellet eller løsmassene får høyere ledningsevne. Selv om det ikke finnes noen generell korrelasjon mellom litologi og resistivitet, er det mulig å foreta en grov klassifisering. Morenemasser (grus, sand og silt) er resistive eller svakt ledende (50 - 10000 Ωm) mens leire er sterkt ledende (5 - 100 Ωm). I løsmasser bestemmes ledningsevnen av leireinnslag, porøsitet, mineraler i løsning og vannmetning.

AEM response

 
NGIs ekspertise innen AEM:

  • Modellering av grunnfjellsoverflate ved å integrere AEM med geotekniske data
  • Undersøke kvikkleire-forekomster
  • Kartlegging av svakhetssoner i grunnfjell
  • Kartlegge skredfare ved å identifisere svakhetssoner og glideplan
  • Kartlegge tykkelsen av sjøis
  • Multi-metodisk kartlegging av feller (oljereservoarer) der hydrokarboner lekker ut gjennom takbergarten og forårsaker resistivitetsanomalier.

I 2013 utførte NGI en AEM-undersøkelse langs en planlagt motorveitrasé i Norge. Ved hjelp av en sofistikert algoritme for integrering av geoteknikk- og AEM-data ble en 3D-modell av grunnfjellsoverflaten produsert som stemte meget godt overens med eksisterende borehull. I tillegg ble områder identifisert der det kunne være forekomster av kvikkleire. Se video av undersøkelsen her.

I figuren under vises et bilde av den resulterende 3D-modellen sammen med en grunnfjellsoverflate basert kun på borehull og en detaljert modell av terrengoverflaten i dagen. Det totale antallet geotekniske borehull kunne reduseres betraktelig takket være AEM-resultatene.

3D model labels NO

Eksisterende terrengmodell (til venstre), grunnfjellsoverflate basert kun på borehull (i midten) og AEM-modellens grunnfjellsoverflate basert på avansert integrasjon av geotekniske- og AEM-data.

 
Figuren under viser en anomali med høyere konduktivitet i et fjellparti i Norge. Anomalien ble verifisert med bakkebasert ERT og identifisert som en geologisk grenseflate (gneis/fyllitt) ved hjelp av geologisk feltarbeid. Svakhetssoner i fyllitt inneholder gjerne leire mettet med vann og blir derfor fanget opp som en sterk leder i motsetning til det svært resistive grunnfjellet. Kunnskap om denne svakhetssonen var avgjørende for å kunne planlegge tunellkorridoren i området riktig. Se video fra feltundersøkelsen med helikopter her.

AEM Aurland RQ

Eksempel på en skredfarekartlegging der AEM gjorde det mulig å identifisere svakhetssoner i geologiske grenseflater og mulige glideplan.

 
Siden 2011 har NGI utviklet neste generasjons frekvens-domene helikoptersystem dedikert til forskning på sjøis. Systemet, kalt Multi-sensor Airborne Sea Ice Explorer (MAiSIE), har vært i operasjon siden 2012, og benyttes og finansieres av Alfred-Wegener-instituttet for Polar- og marin forskning i Bremerhaven i Tyskland. Systemet har blitt brukt med stor suksess over sjøis både i Arktis og Antarktis.

Forskning og utvikling

  • 3D-visualisering av AEM-resultater
  • Fellesinversjon (joint inversion) av AEM og ERT-data
  • Utvikling av ny inversjonsprogramvare
  • Utvikling av neste generasjons frekvens-domene AEM-systemer
  • Hente ut informasjon om bergkvalitet fra AEM-resultater (RockEM)

Relevante samarbeidspartnere og leverandører av maskinvare/programvare

AEM-relaterte tjenester

  • Planlegging av AEM-undersøkelser og mulighetsstudier
  • Bistand ved valg av egnede kommersielle tjenesteleverandører
  • Prosessering og interpretasjon av AEM-data 
  • Ukonvensjonelle anvendelser av AEM (feller i oljereservoarer, bergkvalitet etc.)
  • Utvikling av AEM-utstyr og -maskinvare.