Hva er ERT?

Elektrisk resistivitetstomografi (ERT) er en geofysisk metode som benytter likestrøm til å måle grunnens resistivitetsfordeling. Det sendes strøm igjennom jorden ved hjelp av korte stålelektroder som installeres 10-20 cm ned i bakken (merket C i illustrasjonen), og ved å måle potensialforskjellene imellom injeksjonspunktene (merket P) beregnes resistansverdier for alle elektrodepunktene. Ved å prosessere dataene og kjøre en inversjonsalgoritme får man til slutt en to- eller tredimensjonal resistivitetsmodell av grunnen. 

half sphere

Fra resistivitet til grunnforhold

Resistivitetsfordelingen i bakken varierer vanligvis mye, og bestemmes hovedsakelig av sedimentene og bergartene (litologien) i området. ERT gjør oss derfor i stand til å skille mellom forskjellige typer materialer, alt fra ledende leire til resistivt grunnfjell. Ladbarhet (chargeability), som fremkommer fra IP-målinger (Indusert polarisasjon), er en kompletterende fysikalsk parameter som er nyttig i forbindelse med kartlegging av forurensning, mineralforekomster eller grunnvannsforhold.

Et generelt anslag for undersøkelsesdybden er 10-20% av profillengden avhengig av jordens resistivitetsfordeling. NGI sitt instrument er i stand til å rekke ned til maksimalt 70 meters dybde. 

Geotekniske anvendelser

  • Grunnfjellsdybde/løsmassekartlegging: Ved å integrere geoteknisk informasjon (CPT, totalsondering, dreietrykksondering) med ERT-data kan grunnfjellsdybden kartlegges presist og kontinuerlig. I tillegg fremkommer informasjon om karakteren til løsmassene (leirelommer, kampesteiner osv.).
  • Kvikkleire: Saltinnholdet og dermed ledningsevnen til kvikkleire er vanligvis lavere enn for ikke-sensitiv leire. Det er derfor mulig å skille ikke-sensitiv fra sensitiv leire med ERT.
  • Skredfare/bergkvalitet: Områder der det kan utløses steinsprang er gjerne karakterisert ved oppsprukne soner i fjellet. Disse sonene har ofte stort innslag av leire og kan være mettet med vann, noe som gjør det mulig å kartlegge dem med ERT. Det samme gjelder for bergkvalitet generelt.
  • Arkeologiske gjenstander: Gamle strukturer av tømmer, stein eller murstein fremstår som små og avgrensede resistivitetsanomalier dersom de er omgitt av ledende sedimenter slik som leire.
  • Kartlegging av miljørisiko: Med ERT kan industrielle fyllinger og lignende kartlegges, og med IP kan ladbare elementer (f.eks. kreosot, alkoholer, metallioner) avdekkes.

Selv innenfor samme litologi er det ofte store variasjoner i resistivitetsverdiene. Det er derfor nødvendig at dyktige geofysikere og geologer utfører en grundig interpretasjon av dataene for at resultatene som leveres er pålitelige og av høy kvalitet.

Generelle egenskaper

  • Ingen inngrep, ingen støy: Det er ikke nødvendig å hverken bore, grave eller sprenge. Det er til og med mulig å utføre målinger innendørs.
  • Mange anvendelser og stor tilgjengelighet: ERT kan utføres overalt der man kan komme til til fots, og på omtrent alle typer overflater (jord, sand, asfalt etc.)
  • Detaljerte resultater til en lav kostnad: 400 m til 1000 m kan utføres om dagen, avhengig av ønsket oppløsning, topografi og forholdene på stedet.
  • Effektiv og robust dataprosessering: Foreløpige resultater kan produseres allerede i felt.
  • Detaljert: I motsetning til punktinformasjon slik som borehull gir ERT kontinuerlig og detaljert informasjon langs hele profillengden

Til tross for mange anvendelsesområder kan ikke ERT erstatte tradisjonelle geotekniske undersøkelser fullstendig. Inversjonsalgoritmen gjengir dårlig skarpe resistivitetsoverganger som for eksempel geologiske grenseflater representerer. Ikke desto mindre kan resistivitetskonturene kalibreres med kun et fåtall borehull, og antall nødvendige boringer kan reduseres betraktelig.
Kartleggingen baserer seg utelukkende på ledningsevne (og ladbarhet i noen tilfeller), og det er derfor ikke mulig å skille mellom materialer som har samme ledningsevne (f.eks. leire og alunskifer). Hvis grunnens geologi er svært heterogen gir ikke ett enkelt 2D-profil nødvendigvis tilstrekkelig informasjon. I slike tilfeller anbefales et nett av 2D-profiler eller en 3D-kartlegging. Snø og is er svært resistive materialer, og det er ikke anbefalt å utføre ERT dersom det er tele i bakken.

grong profile7

NGI utstyr

NGI benytter et kombinert ERT og tids-domene IP-system,  ABEM Terrameter LS, med fire 20-elektroderskabler (maksimal profillengde 400 m) og en 12-kanals opptaksenhet som registrerer resistivitet, IP-vinduer og rå-signaldata for avansert IP-prosessering. Utstyret er robust, vanntett og designet for pålitelige operasjoner under tøffe forhold. 

Forskning og utvikling

  • Kartlegge bergkvalitet ut fra ERT-data
  • Forbedre NGI sin verktøykasse for geo-integrasjon av ERT med data fra andre geofysiske metoder, geoteknisk informasjon og laboratoriedata.
  • Inversjon og visualisering av 3D-data.
  • Avansert IP-registrering og prosessering for kartlegging av miljørisiko

Relevant utstyr og programvare

ERT-relaterte tjenester

  • ERT datainnsamling (per i dag ned til 70 meters dybde), prosessering og interpretasjon
  • Mulighetsstudier og rådgivning for sluttbrukere
  • Integrering av geofysiske og geotekniske data