Deutsch (23.6 MB) - Nagra

Nagra
Nationale
Genossenschaft
für die Lagerung
radioaktiver Abfälle
Cedra
Societe cooperative
nationale
pour I'entreposage
de dechets radioactifs
Cisra
Societa cooperativa
nazionale
per I'immagazzinamento
di scorie radioattive
TECHNISCHER
BERICHT 84-14
GEOPHYSIKALISCHES
UNTERSUCHUNGSPROGRAMM NORDSCHWEIZ:
AEROMAGNETISCHE UND
BODENMAGNETISCHE MESSUNGEN 81
E. KLINGELE
H. SCHWENDENER
CH. HEIM
Parkstrasse 23 5401 Baden / Schweiz
OKTOBER 1984
Telephon 056/205511

NAGRA NTB 84-14 - I -
ZUSAMMENFASSUNG
Im Rahmen des geophysikalischen untersuchungsprogramms
der NAGRA im Gebiet der Nordschweiz wurde von der
Schweizerischen Geophysikalischen Kommission ein Netz
von 6'250 km aeromagnetischer Linien in zwei verschie­
denen Höhen geflogen. Als Ergänzung wurde zusätzlich
im Raum Hornussen eine bodenmagnetische Pilotstudie
mit l'480.Stationen durchgeführt.
Die aeromagnetischen Daten wurden auf Karten darge­
stellt. Sie zeigen keine Anomalien, die eine Bestim­
mung der Tiefe der Grundgebirgsoberfläche und des da­
rin eingesenkten Permo-Karbon-Troges ermöglichen würden.
Messungen von Suszeptibilitäten an Gesteinsproben aus
Bohrungen im Untersuchungsgebiet zusammen mit Modell­
rechnungen vermögen dieses Phänomen mit den geringen
Suszeptibilitätskontrasten zwischen Sedimentgesteinen
einerseits und kristallinem Sockel anderseits zu er­
klären.
Die bodenmagnetische Pilotstudie erlaubte keine geo­
logische Interpretation, da sämtliche kartierten Ano­
malien auf zivilisatorisch verursachte Störfelder zu­
rückzuführen sind.

NAGRA NTB 84-14 - III -
RESUME
Dans le cadre du programme de levé géophysique entre­
pris par la CEDRA dans le Nord de la Suisse, la Commis­
sion Géophysique Suisse a mesuré 6'250 km de ligne de
magnétisme aeroporté à deux altitudes, ainsi qu'une
zone pilote comportant 1'480 points de magnétisme au
sol.
Le levé aérien présenté sous forme de cartes ne montre
aucune anomalie permettant la détermination de la
profondeur du socle et de l'auge permocarbonifère.
Des mesures de susceptibilité sur échantillons ainsi
que le calcul de modèles synthétiques démontrent que
les contrastes de susceptibilités très faibles entre
roches cristallines et sédimentaires expliquent ce
phénomène.
Le levé magnétique au sol n'a fait l'objet d'aucune
interpretation; les anomalies visibles étant toutes
d'origines humaines.

NAGRA NTB 84-14 - V -
Die Genauigkeit der Daten liegt zwischen + 1.5 nT und
+ 2.8 nT, abhängig von der Amplitude der Anomalien.
Bei der Interpretation der Residualfeldkarte wurde
entgegen den ursprünglichen Erwartungen festgestellt,
dass sich alle lokalen Anomalien auf zivilisatorische
Einflüsse an der Oberfläche (Industriewerte usw.) zu­
rückführen lassen.
Um die Abwesenheit von geologisch bedingten Anomalien
zu erklären, wurden Suszeptibilitäten an Proben der
Bohrungen Weiach und Böttstein bestimmt. Die Resultate
haben dann gezeigt, dass die Suszeptibilitäten der
kristallinen Sockelgesteine der Nordschweiz dermassen
gering sind, dass kein ausreichender Kontrast zu
den magnetischen Eigenschaften der Sedimente mehr er­
wartet werden kann.
Modellrechnungen unter Voraussetzungen der Geometrie
des Permo-Karbon-Trogs ergaben Anomalien mit einer
Amplitude zwischen 0.2 und 2 nT bei einer Breite von
10 km. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Tiefenbestim­
mung des Grundgebirges mit der angewandten magneti­
schen Methode nicht möglich ist, und dass selbst das
ausgeprägte Relief des Troges bei Berücksichtigung
des geringen Suszeptibilitätskontrastes keine inter­
pretierbaren Anomalien liefert.

NAGRA NTB 84-1.4 - VI -
INHALTSVERZEICHNIS
1. DIE AEROMAGNETISCHE MESSUNG
1.1 Einleitung
1.2 Allgemeines
1.2.1 Aufnahmeparameter
1.2.2 Durchführung der Datenerfassung
1.2.3 Das Flugzeug und seine Ausrüstung
1.3 Datenaufbereitung
8
1.3.1 Einleitung
8
1.3.2 Umformatierung
9
1.3.3 Positionsbestimmung
10
1.3.4 Korrektur der täglichen und
säkulären Variationen
11
1.3.5 Sortierung und Ausgleichung der Daten
13
1.3.6 Vorbereitung der Konturkarte
14
1.3.7 Konturierung
15
1.3.8 Kontrolle der Zuverlässigkeit des
Datenaufbereitungssystems
16
1.3.8.1 Allgemeines
16
1.3.8.2 Beispiel einer Testuntersuchung 17
1.4 Karten der Residualanomalien
1.4.1 Allgemeines
1.4.2 Regionalfeld
1.5 Präsentation der Resultate
1.6 Qualität der Resultate
1.7 Interpretation der Resultate
1.7.1 Allgemeines
1.7.2 Synthetische Modelle
1.7.3 Beispiel zur Interpretation mit
der Tangentenmethode
1.7.4 Kritik und Kommentar
1
1
2
5
7
23
23
24
27
27
33
33
34
39
50

NAGRA NTB 84-14 - VII -
INHALTSVERZEICHNIS (Fortsetzung)
2. DIE BODENMAGNETISCHE MESSUNG
2.1 Einleitung
2.2 Messgebiet
2.3 Messgeräte
2.3.1 Permanente Bodenstation
2.3.2 Feldmessgerät
2.4 Praktische Ausführung der Feldarbeit
2.5 Datenverarbeitung
2.5.1 Einführung
2.5.2 Schematische Uebersicht
2.5.3 Bestimmung der Koordination der
Messpunkte
2.5.4 Korrektur der Daten für die tägliche
Variation und Mikropulsation
des Erdmagnetfeldes
2.5.5 Erstellen der Isolinien-Karte der
Totalintensität des Erdmagnetfeldes
2.6 Genauigkeit der Resultate
2.6.1 Fehler
2.6.2 Unsicherheiten, verursacht durch
Störfelder
55
55
56
56
56
57
60
60
60
61
61
61
62
62
65

NAGRA NTB 84-14 - IX -
Abb 22
Abb 23
Abb 24
2-dimensionales Modell der Anomalie des Permo­
Karbon-Trogs auf der Basis eines mittleren Suszeptibilitätskontrastes
von - 0.000002 G/Oe
2-dimensionales Modell der Anomalie des Permo­
Karbon-Trogs auf der Basis von 2 unterschiedlichen
Suszeptibilitätskontrasten im oberen und im
unteren Teil des Trogs (+ 0.000001 G/Oe und
- 0.000003 G/Oe)
Verteilung der Messpunkte für die bodenmagnetische
Pilotstudie
52
53
59

NAGRA NTB 84-14 - X -
VERZEICHNIS DER BEILAGEN
Beilage 1 : Aeromagnetische Karte (Totalfeld) für die
Flughöhe 1100 rn
Beilage 2 : Aeromagnetische Karte (Totalfeld) für die
Flughöhe 1500 m
Beilage 3 : Aeromagnetisehe Karte des Residualfeldes für die
Flughöhe 1100 m
Beilage 4 : Aeromagnetische Karte des Residualfeldes für die
Flughöhe 1500 m
Beilage 5 : Karte des Totalfeldes im Gebiet der bodenmagnetisehen
Pilotstudie

NAGRA NTB 84-14 - 1 -
1 •
1.1
1.2
DIE AEROMAGNETISCHE VERMESSUNG
EINLEITUNG
Im Rahmen des geophysikalischen Untersuchungsprogramms
der Nationalen Genossenschaft für die Lagerung radio­
aktiver Abfälle (NAGRA) führte die Schweizerische
Geophysikalische Kommission eine aeromagnetische Ver­
messung durch. Die Vermessung erfolgte in zwei Höhen.
Das Messgebiet ist wie folgt definiert: im Osten und
Westen durch die Landeskoordinaten 690'000 und 630'000,
im Süden durch die Koordinaten 230'000 und im Norden
durch eine Linie, die parallel zur Schweizer Grenze
verläuft und sich ca. 15 km davon entfernt auf deut­
schem Gebiet befindet.
Parallel zu dieser aeromagnetischen Vermessung wurde
ein einem 12 km 2 grossen Gebiet in der Region Hornussen,
Bözen, Zeihen und Herznach eine detaillierte bodenmagne­
tische pilotstudie durchgeführt.
Das Ziel dieser Pilotstudie war es die aeromagneti­
sehen Daten in der Umgebung einer Bohrung zu verfeinern.
ALLGEMEINES
Unter einer aeromagnetischen Vermessung versteht man
im allgemeinen die Vermessung des erdmagnetischen
Totalfeldes von einem Flugzeug aus, unter Verwendung
eines Protonen-Präzessions-Magnetometers.

NAGRA NTB 84-14 - 2 -
1.2.1
Zwei verschiedene Vermessungstechniken stehen dem
Geophysiker zur Auswahl. Die erste besteht darin,
dass man die Messungen möglichst nahe an der Ober­
fläche durchführt. Bei der zweiten, die gebräuchli­
cher ist, erfolgt die Vermessung in konstanter Flug­
höhe.
Für die vorliegende Arbeit wurde die zweite Mess­
methode angewendet. Da bei dieser Methode das Ver­
messungsflugzeug die topographischen Randbedingungen
nicht berücksichtigen muss, ist es einfacher, die
Vermessung so zu optimieren, dass die strukturellen
Verhältnisse besonders gut erfasst werden und sich
die Datenverarbeitung vereinfacht. Aus demselben Grund
wird die Vermessung entlang parallelen Linien durch­
geführt. Um Stufen zwischen Linien, die in grösserem
zeitlichen Abstand vermessen werden, zu vermeiden,
werden senkrecht zu den eigentlichen Messlinien Kon­
troll-Linien mit einem drei- bis fünfmal grösseren
Abstand vorgesehen.
Aufnahmeparameter
Unter Vermessungsparameter werden Grössen verstanden,
wie z.B. die Empfindlichkeit der Apparatur, der Ab­
stand der Fluglinien, die Flughöhe und die Flugge­
schwindigkeit. Diese Grössen werden im voraus fest­
gelegt und bleiben während der ganzen Vermessung kon­
stant.
Die wichtigsten Parameter sind dabei der Abstand der
Fluglinien und die Flughöhe.

NAGRA NTB 84-14 - 3 -
Für eine Vermessung, die über Störungen im Grundgebirge
Aufschluss liefern soll, wird der Abstand der Flug­
linien mit vorteil gleich gross gewählt, wie die ge­
schätzte Tiefe des Grundgebirges. Zum Zeitpunkt der
Planung der aeromagnetischen Messungen (1981) war die
Tiefe und der Verlauf der Grundgebirgsoberfläche erst
in grossen Zügen bekannt. Den damaligen Wissensstand
gibt Abb 1 wieder: Das Grundgebirge wurde in der Mitte
des Untersuchungsgebietes (Punkt A) in einer Tiefe von
ca. 750 munter Meeresniveau vermutet, während die Ge­
ländetopographie eine mittlere Höhe von ca. 500 m.ü.M.
aufweist.
Abb. 1 Tiefe des kristallinen Grundgebirges in Meter
bezogen auf Meeresniveau

NAGRA NTB 84-14 - 4 -
Daraus ergibt sich ein Fluglinienabstand von rund
1300 m. Aus ökonomischen Gründen wurde hierfür ein
etwas grösserer Wert von 1500 m gewählt. Daraus kann
aufgrund von Erfahrungsaustausch eine optimale Flug­
höhe über der Topographie bestimmt werden. Diese liegt
zwischen dem 0.2 - und 0.5-fachen Abstand der Flug­
linien. Daraus ergibt sich eine Flughöhe von 800 m
und 1250 m.ü.M. Aufgrund der maximalen topographi­
schen Höhe im Untersuchungsgebiet muss jedoch eine
minimale Flughöhe von 1100 m eingehalten werden. Die
erste Vermessung erfolgte daher auf dieser Flughöhe.
Die zweite wurde in einer Höhe von 1500 m durchge­
führt.
Zusammengefasst lauten die verwendeten Parameter der
Vermessung:
Flughöhen:
Abstand der Hauptfluglinien:
Abstand der Kontrollfluglinien:
Fluggeschwindigkeit:
1100 mund 1500 m
1500 m
5000 m
180 km/h
Orientierung der Fluglinien: Nord-Süd und Ost-West
Zeitabstand der Messungen: 1 s
Empfindlichkeit des Magnetometers: 0.25Y
Zeitabstand der photographischen
Positionierung: 20 s

NAGRA NTB 84-14 - 5 -
1.2.2 Durchführung der Datenerfassung
Zur Vorbereitung der Vermessung werden auf Karten mit
einem geeigneten Massstab (im vorliegenden Fall
1:50'000) die Fluglinien eingezeichnet. Die Karten
werden aus 80 cm breiten Streifen zusammengesetzt,
auf denen jeweils 10 Fluglinien in ihrer gesamten
Länge dargestellt werden können. Sie ermöglichen es
dem Piloten, mit dem Flugzeug möglichst genau der
Ideallinie zu folgen.
Ausserdem wurde eine Karte erstellt, welche die Ge­
biete mit Flugbeschränkungen (z.B. Flugplätze) sowie
die Radionavigations-Sender und die wichtigsten topo­
graphischen Anhaltspunkte enthält.
Bei dieser Vermessung in der Nordschweiz war es dank
der Unterstützung der Flugsicherung Zürich möglich,
auch die Gebiete innerhalb der Kontrollzone des Flug­
hafens Kloten vollständig zu vermessen.
Die Korrektur der täglichen und säkularen Variationen
des Erdmagnetfeldes spielt bei der Datenaufbereitung
eine wichtige Rolle. Die Erfassung dieser Variationen
ist deshalb notwendig. Dazu wurde einige Tage vor
Beginn der Messkampagne an einem magnetisch ungestör­
ten Standort eine autonome magnetische Registrier­
station aufgestellt, die den Wert des magnetischen
Totalfeldes während der ganzen Messperiode einmal pro
Minute aufzeichnete. Der Standort dieser Registrier­
station befand sich in der Nähe von Dübendorf, bei
Rakab (ZR) (692'100 / 256 1 200). Die Registrierung
erfolgte analog auf einem Papierschreiber mit einer
Genauigkeit von Iy. Die genaue Einhaltung des vorge­
gebenen Flugweges entlang der Fluglinien wurde durch

NAGRA NTB 84-14 - 7 -
1.2.3 Das Flugzeug und seine Ausrüstung
Beim verwendeten Flugzeug handelt es sich um eine
Twin otter de Havilland Canada, mit der Immatrikula­
tion RB-LID. Diese Maschine gehört der Eidgenössi­
schen Vermessungsdirektion des Eidgenössischen
Justiz- und Polizeidepartements. Die technischen
Daten des Flugzeugs lauten wie folgt:
Kategorie STOL (Short Take Off and Landing) ausgerüstet
mit zwei Turbinen PT6A mit je 652 ps.
Länge:
Spannweite:
Höhe:
Leergewicht:
rnax. Zuladung:
Max. Geschwindigkeit:
Startgeschwindigkeit:
Steiggeschwindigkeit:
Dienstgipfelhöhe bei
rnax. Zuladung:
Startstrecke über
15 m Hindernis:
Landestrecke:
max. Treibstoff-Zuladung:
15.77 m
19.81 m
5.67 m·
3350 kg
2320 kg
335 krn/h
108 km/h
8 m/s
8140 m
366 m
320 m
1112 kg
Das Flugzeug war mit folgenden Datenerfassungs- und
Positionierungssystemen ausgerüstet:
1. Protonen-Präzessions-Magnetometer, Marke Geometrics
Modell Ga01/3, Empfindlichkeit O.25y in 1 sec
Intervallen (Arbeitsprinzip vergI. Seite 57).
2. Elektronischer Zeit-Intervalometer mit Quarzuhr,
Modell G-803-201

NAGRA NTB 84-14 - 8 -
1.3
1.3.1
3. Datenerfassungsystem Geometrics G-704
4. Analoger 2-Kanal-Papierschreiber, Hewlett Packard
Modell 7130A
5. 7-Spur Magnetband-Registrier-Apparatur Kennedy 1600
6. Sonde zum Magnetometer mit 30 m Kabel
7. Elektrische Kabelwinde zum Aus- und Einfahren
der Sonde nach dem Start bzw. vor der Landung
8. Kamera WILD 220 rnm Typ RC 10 mit automatischem
Horizontiersystem, gekoppelt mit dem Zeit-Inter­
valometer
9. Kontrollgeräte für die Navigation und die Kamera­
bedienung
10. Automatischer Pilot Collins Typ AP 106
DATENAUFBEREITUNG
Einleitung
Unter Datenaufbereitung versteht man Arbeitsschritte,
die von den Rohdaten auf Magnetband zur fertigen
Karte des Magnetfeldes führen.

NAGRA NTB 84-14 - 10 -
1.3.3 Positionsbestimmung
Der erste Schritt besteht darin, auf den Photographien,
die vom Flugzeug aus gemacht wurden, die Position zu
bestimmen und auf der topographischen Karte einzutra­
gen. Um das Vorgehen zu beschleunigen, werden nur die
Photographien mit ihrer Nummer eingetragen, die un­
mittelbar vor einer Richtungsänderung des Flugzeugs
aufgenommen wurde. Diese Arbeit wird normalerweise täg­
lich im Feld mit den Daten des vorangegangenen Tages
ausgeführt.
Die topographischen Karten werden dann zusammen mit
den Flugrapporten und den Magnetbändern dem Daten­
verarbeitungs-Zentrum übergeben. Auf dem Digitalisier­
tisch ermittelt der Operateur die XY-Wert der Photo­
Punkte aus den topographischen Karten. Sie werden
gespeichert und in die Koordinaten des verwendeten
geodätischen Bezugssystems umgerechnet (im vorliegen­
den Fall handelt es sich dabei um die schweizerischen
Landeskoordinaten) .
Zur Kontrolle werden diese Punkte mit dem Computer
gezeichnet und anschliessend mit der topographischen
Karte verglichen. Nach der Korrektur von allfälligen
Fehlern werden diese Koordinaten in Blöcke geordnet,
die jeweils einer Fluglinie entsprechen. Diese Daten
werden fortlaufend auf einem File gespeichert. Dort
können sie vom Programm abgerufen werden, den Messun­
gen zugeordnet werden.

NAGRA NTB 84-14
Setzen wir
F (t)
p
F (t)
s
=
=
- 12 -
Unter der Annahme von synchronen Variationen im Messgebiet,
wird
= F (t) - P-(a)
p p
tJ 2 = F s (t) - F(a)
s
P-(a) = F (t) - F (t) + F s · (a)
p p s
daraus folgt:
Da der Mittelwert von F an der Basisstation S nicht
über das ganze Jahr bekannt ist, ist es notwendig,
den Mittelwert an der festen magnetischen Beobachtungsstation
zu benützen.
Ebenso gilt:
mit:
F(m)
o
F(rn)
s
= F(a)
s
= F(a)
o
=
=
F(m)
s
F(m)
o
Mittelwert von F an der festen Beobachtungsstation
während der zeit m < a
Mittelwert von F an der mobilen Basisstation
während der Zeit m < a

NAGRA NTB 84-14 - 13 -
1.3.5
Unter der Annahme von synchronen Variationen im Messgebiet
wird:
F (a)
s
=
=
damit berechnet sich der Mittelwert im Punkt P
für das Jahr a zu:
F (a) = F (t) - F (t) + P-(m) - P-(m) + P-(a)
p p s s 0 0
Die Variationen des Magnetfeldes werden aus den Ana­
log-Aufzeichnungen der Registrierstationen durch
Approximation der Kurve mit stückweise linearen Funk­
tionen digitalisiert.
Vor dem Speichern der Daten, werden sie graphisch
kontrolliert. Leider erlaubt es dieses System nicht,
lokale, hochfrequente Störungen im Gebiet der Regi­
strierstation zu erkennen. Um sie zu eliminieren,
wurden auf die Daten, nach der Koordinatenzuweisung
gefiltert.
Sortierung und Ausgleichung der Daten
Das Konzept des STRADAG-Systems erlaubt es, eine Auf­
nahme von mehreren 100'000 km 2 zu bearbeiten. Bei
grossen Untersuchungsgebieten ist es notwendig, das
Gebiet in Blöcke aufzuteilen, die ihrerseits wisder
in Karten unterteilt sind: zum Beispiel in Karten im
Massstab 1:25'000 oder 1:50'000 bei einern Fluglinien­
abstand von 500 m bis 1 km, bzwe in Karten im Massstab
1:50'000 bis 1:200'000 bei einem Fluglinienabstand
von 1 km bis 5 km. Die Auf teilung des Vermessungsge-

NAGRA NTB 84-14 - 14 -
1.3.6
bietes in Blöcke und deren Unterteilung in Karten
wird vor dem Beginn der Untersuchung festgelegt. Diese
beiden Parameter (Anzahl Blöcke, Anzahl Karten pro
Block) stehen dem Datenverarbeitungssystem zur Ver­
fügung. STRADAG sucht dann in der Datenbank diejenigen
Daten, die für eine Karte benötigt werden. Das Sor­
tierprogramm ordnet für jede Karte die geflogenen
Linien nach zunehmender x-Koordinate und innerhalb
der Fluglinien die Daten nach abnehmender y-Koordinate.
Für die Ausgleichung und die Kartographie werden je­
weils alle Karten eines Blocks gleichzeitig bearbei­
tet. Am Ende dieser Prozedur sucht eine Routine auto­
matisch die Kreuzungspunkte zwischen Mess- und Kon­
trollinien und bestimmt deren Differenzen. Daraus
berechnet das System - bei Bedarf - eine Ausgleichs­
funktion. Die Koeffizienten dieser Funktion werden
mit der Methode der kleinsten Quadrate ermittelt. Der
letzte Schritt besteht in der eigentlichen Ausgleichung
durch Anwendung dieser Funktion auf die Daten. Diese
Korrektur kann entweder noch an den Originaldaten auf
den geflogenen Linien, oder erst an den Netzpunkten
angebracht werden.
Vorbereitung der Konturkarte
Zu Beginn dieses Arbeitsganges liegen die Daten kar­
tenweise vor, wobei zu jeder Messung sechs Werte ge­
hören (nämlich: Nummer der Fluglinie, Nummer der Re­
gistrierung, x- und y-Koordinate, Wert des magneti­
schen Totalfeldes, barometrische Höhe). Diese liegen
mehr oder weniger regelmässig über die geflogenen
Linien verteilt. Durch die Abweichungen des Flugzeugs
von der Ideallinie, sind die Fluglinien - wie bereits

NAGRA NTB 84-14 - 15 -
1.3.7
erwähnt - keine Geraden. Für das Zeichenprogramm müssen
jedoch in X-, wie in y-Richtung regelmässig verteilte
Daten vorliegen. Dies wurde in zwei Schritten erreicht.
Der erste Schritt besteht darin, ein Netz mit regel­
mässigen Punktabständen auf den Fluglinien zu erzeu­
gen. Die Punktabstände sind doppelt so gross wie sie
für das definitve Netz benötigt werden.
Im zweiten Schritt wird aus diesem Netz mit Hilfe
einer Spline-Interpolation in x- und y-Richtung das
definitive quadratische Netz berechnet, welches einen
Punktabstand besitzt, der in einem Zehntel der Distanz
zwischen den Fluglinien entspricht.
Konturierung
Im Netz, das im vorhergehenden Abschnitt berechnet
wurde, sucht das Zeichen-Programm die Netzschnitt­
punkte der Isolinien, deren Werte vorgegeben wurden,
ordnet die Schnittpunkte und leitet den Zeichenvor­
gang. Während der Konstruktion der Isolinien muss das
Programm folgende Probleme lösen:
Unterdrückung von Isolinien in Gebieten mit sehr
starkem Gradienten
- Beschriftung der Isolinien
- Unterdrückung von Isolinien in nicht-definierten
Gebieten
- Lösung des Problems von Sattelpunkten.

NAGRA NTB 84-14 - 16 -
1.3.8
1.3.8.1
Kontrolle der Zuverlässigkeit des Datenaufbereitungs­
systems
Allgemeines
Das Hauptanliegen des Benützers eines solchen Systems
ist die Frage nach der Zuverlässigkeit, das heisst ist
der Fähigkeit, die gemessenen Anomalien nicht nur be­
züglich ihrer Amplituden, sondern auch in ihren Formen
richtig wiederzugeben. Ein Testgebiet, das in der
Natur gemessen wird, kann auf diese Frage keine objek­
tive Antwort geben, da einerseits der wahre Wert des
Feldes nicht bekannt ist und andererseits Mängel in
der Genauigkeit der Apparaturen, welche die Resultate
ebenfalls verfälschen, nicht eliminiert werden können.
Um eine Vorstellung von der Zuverlässigkeit des
STRADAG- Systems zu erhalten, wurde daher eine aeroma­
gnetische Vermessung simuliert. Hierzu wurde speziell
ein Programm (SYNTSU) entwickelt. Dieses Programm
benützt eine Reihe mathematischer Funktionen, die
durch Linearkombination eines oder mehrere komplizier­
te Testfelder generieren, welche möglichst hohe Anfor­
derungen an Aufbereitung und Wiedergabe stellen.
Ausserdem ist es mit Hilfe von Zufallsfunktionen mög­
lich, die Bewegungen des Flugzeugs um Quer- und Längs­
achse (Rollen, bzw. Stampfen), die Ungenauigkeiten in
der Positionierung sowie magnetische Stürme zu simulie­
ren. Mit dem gleichen Verfahren können auch tägliche
und säkulare Variationen sowie ein überlagertes weisses
Rauschen eingeführt werden.

NAGRA NTB 84-14 - 17 -
1.3.8.2
1.3.8.3
Der Benützer dieses Programmes muss lediglich die An­
zahl Fluglinien, Fluggeschwindigkeit, die Grenzen des
Vermessunggebietes und die Anzahl Messtage vorgeben.
Das Programm liefert dann ein "Magnetband der Feldauf­
nahmen". Vorgängig muss der Benützer natürlich aus den
verfügbaren Funktionen diejenigen wählen, die er zur
Generierung des synthetischen Magnetfeldes verwenden
möchte.
Beispiel einer Testuntersuchung
Parameter des Testgebietes
Aussenmasse des Testgebietes:
Linienabstand:
Kontrollinienabstand:
24 x 37 km
1 km
5 km
Flughöhe (konstant): 150 m über Grund
Parameter des Testfunktionen
F(x,y)
mit
N
= A + Bx + Cy + L D .
1= . 1 1
M
+ L E. exp
j=l ]
R. = [ (x. - x ) 2 +
1 1 0
H ,H = Halbwertsbreiten von exp
x Y
f =
2n
R o
R o
=
sin (t . R.)
1
t . R.
1
rX-XO]2 + f-Y- Y 0] 2 + E
H I H
l x t Y
890 km2
2
(t)
erste Nullstelle von sin (f · Ri )
f . R.
1

NAGRA NTB 84-14 - 18 -
€(t) Zufällige Störung mit Maximalamplitude von
+ 5y
a) Funktion
sin x
x
X o (m) y (m)
0
550 000 243 000
560 000 247 000
566 000 246 000
567 000 238 000
579 000 237 000
b) Exponentialfunktion
x (m)
0
y (m)
0
575 000 240 000
578 000 233 000
558 000 252 000
584 000 248 000
555 000 238 000
c) Algebraisches Polynom
A = 0
o
Neigung 3°
x = f • R.
1
Richtung der Neigung = - 45°
bezüglich der x-Achse
Störungen
D (m) R (m)
0
600 3000
1000 2000
600 3000
600 5000
- 300 2000
E (m) · H (m)
x
1000 2000
1000 8000
500 1000
- 400 2000
-1000 1000
H (m)
Y
20 000
2 000
1 000
2 000
30 000
Tägliche Variationen des Magnetfeldes von einer tri­
gonometrischen Form (sin) mit einer Periode von einem
Tag.

NAGRA NTB 84-14 - 23 -
1.4
1 .4. 1
KARTEN DER RESIDUALANANOMALIEN
Allgemeines
Karten von gravimetrischen und erdmagnetischen Anoma­
lien zeigen immer eine Ueberlagerung von verschiedenen
Anomalien-Typen (oberflächennahe, tiefe, lokale, re­
gionale). Daher wird im allgemeinen vor Beginn der
Interpretation eine Trennung der Anomalien vorgenom­
men, die mindestens die Separation in regionale und
residuale Anomalien umfasst. Die Definition eines
Regionalfeldes ist natürlich willkürlich und hängt
stark von der Struktur des Feldes und der Grösse des
Untersuchungsgebietes ab. Die Separation wird durch­
geführt, indem für das Regionalfeld ein analytischer
Ausdruck vorgegeben wird, und das Residualfeld durch
Subtraktion dieses Regionalfeldes von den rohen Ano­
malien berechnet wird. Im allgemeinen wird das Regio­
nalfeld, abhängig von der gewählten Form des analy­
tischen Ausdrucks, relativ tiefe und ausgedehnte
Strukturen repräsentieren, wie zum Beispiel der iso­
statische Effekt der Alpen im Fall der Gravimetrie,
oder das Dipolfeld der Erde in der Magnetik.
Diese Methode kann mehrere Male nacheinander angewandt
werden. Das Residualfeld einer vorangegangenen Separa­
tion kann wiederum in einen regionalen und einen resi­
dualen Anteil zerlegt werden. Der geläufigste analy­
tische Ausdruck zur Beschreibung eines Regionalfeldes
hat Form eines Polynoms:

NAGRA NTB 84-14 - 25 -
der ganzen Erdoberfläche möglichst gut wiedergeben zu
können. Die Berechnung dieses Normalfeldes, sind zeit­
aufwendig und kostenintensiv. Man wählt deshalb -
falls das Gebiet nicht zu gross ist - für die Berech­
nung nur einige Punkte aus, und passt dann eine Poly­
nomfläche mit der Methode der kleinsten Quadrate an.
Für die Untersuchung in der Nordschweiz wurden zwei
Typen von Regionalfeldern berechnet.
Beim ersten Typ wurde für die Schnittpunkte der Mess-,
mit den Kontrollinien das beschriebene Normalfeld
berechnet. Anschliessend wurde durch diese Punkte
eine Polynomfläche ersten Grades (= Ebene) gelegt.
Sie lautet:
R(x,y) = 0. 0 + o. 1 x + o. 2 y
mit den folgenden Koeffizienten
i o.. für H = 1100 m
1.
o 4.591412 10 4
1 4.534055 . 10- 4
2 2.762238 . 10- 3
Cl • :
1.
o.. für H = 1500
1.
4.591409 x 10 4
4.452316 x 10- 4
2.767641 x 10- 3
Da das so erhaltene Residualfeld nicht befriedigte,
wurde ein zweiter Typ des Regionalfeldes entwickelt.
In einem ersten Schritt wurden nach der manuellen
Glättung der Daten des Totalfeldes einige signifikante
Punkte ausgewählt. Dann wurden durch diese Punkte
verschiedene Ausgleichs-Polynome gelegt, unter denen
aufgrund statistischer Kriterien die besten ausgewählt
wurden.
m

NAGRA NTB 84-14 - 26 -
Obwohl diese Methode elementar erscheint, lieferte
sie unvergleichlich bessere Resultate. Das Polynom
dritten Grades, das verwendet wurde, hat folgende
Koeffizienten a.:
].
i a. für H = 1100 m
].
a. für H = 1500 m
].
0 9.4920732 10 4
5.2677238 10 4
1 -3.0487884 10- 1
2 2.1980531 10- 1
3 5.8601624 10- 5
4 -6.5609465 10- 5
5 4.1950498 10- 7
6 -3.5726452 10- 11
7 4.9260253 10- 11
8 7.9923711 10- 13
9 -1.8328371 10- 12
-1.2807807
2.5374438
4.0157676
-1.0647432
3.9193321
-3.4887233
1.1299978
-8.3338191
2.0465986
10- 1
10- 1
10- 5
10- 4
10- 5
10- 11
10- 10
10- 11
10- 11

NAGRA NTB 84-14 - 28 -
Bei der Positionierung wurde eine sehr präzise Kamera
mit automatischem Horizontiersystem verwendet. Es
kann daher angenommen werden, dass die Fehler ledig­
lich bei der Uebertragung der photographisch ermittel­
ten Positionen auf die Schweizerische Landeskarte
(Massstab 1:25'000) entstehen. Diese Fehler belaufen
sich auf weniger als 50 m. Der Fehler im Totalfeld -
durch die soeben beschriebene Ungenauigkeit hervorge­
rufen - hängt vom Horizontalgradienten des Magnetfeldes
ab, der sehr unterschiedlich sein kann. Es wurden
zwei Extremfälle angenommen:
a) schwach ausgeprägte Anomalien: Horizontalgradient
von 2.5 Y/km
b) stark ausgeprägte Anomalien: Horizontalgradient
von 50 y/km
Die Fehler, die bei der Höhenbestimmung entstehen,
sind sehr klein, da der Vertikalgradient nur sehr
schwach ist (ca. 23 y/km) und die Höhe des Flugzeugs
auf + 30 m bestimmt werden kann. Die folgende Tabelle
fasst die besprochenen Fehler zusammen:
Fehlerquelle
tägliche Variationen (E D )
vertikale Position + 100 ft (E )
v
horizontale Position + 50 m (EH)
bei schwach ausgeprägten Anomalien
bei stark ausgeprägten Anomalien
Amplitude
+ 1 y
+ 0.7 y
+ 0.2 y
+ 0.25 y

NAGRA NTB 84-14 - 33 -
1.7
1.7.1
INTERPRETATION DER RESULTATE
Allgemeines
Eine aeromagnetische Vermessung, wie sie in der Nord­
schweiz durchgeführt wurde, erlaubt es im allgemeinen,
die Tiefe des Grundgebirges zu bestimmen. Voraussetzung
dafür ist, dass entweder die Oberfläche ein Relief
aufweist, oder dass das Grundgebirge selbst magnetisch
inhomogen aufgebaut ist. Es wird im Verlauf der weite­
ren Ausführungen klar werden, was dies für die vorlie­
gende Untersuchung bedeutet. Zwei verschiedene Flughöhen
wurden gewählt, um oberflächennahe und tiefliegende
Anomalien besser voneinander trennen zu können.
Schon eine erste Ueberprüfung der Resultate zeigte,
dass eine quantitative Interpretation kaum möglich
sein würde. Ausgeprägte Anomalien, d.h. diejenigen,
die sich vom Hintergrund deutlich abheben, haben alle
ihren Ursprung an der Erdoberfläche oder wenig darunter.
Auf der anderen Seite zeigen die synthetischen Modelle
in Kapitel 1.7.2 (vertikale Gänge und Stufen mit Sedi­
mentbedeckung), die für die Flughöhe von 1100 mund
eine minimale Tiefe des Grundgebirges von 500 m berech­
net wurden, lediglich Anomalien von 4-8 y, selbst
dann wenn sehr ausgeprägte Suszeptibilitätskontraste
zu Grunde gelegt wurden.
Obwohl diese Resultate an sich enttäuschend sind, kann
auch ein negatives Ergebnis zur allgemeinen Kenntnis
des Magnetfeldes im Vermessungsgebiet beitragen sowie
wertvolle Information für die Parameter-Bestimmung
von zukünftigen aeromagnetischen Vermessungen liefern.

NAGRA NTB 84-14 - 39 -
1.7.3 Beispiel zur Interpretation mit der Tangentenmethode
Die Abbildungen 12 bis 21 zeigen einige Kopien von
Analogregistrierungen des Magnetfeldes, ohne Korrektur
der täglichen Variationen. Auf diese Registrierungen
wurde die Tangentenmethode angewandt, um die Tiefe
der Störquellen zu bestimmen. Diese Methode besteht
darin, die Flanken der Anomalien mit einer Geraden
anzunähern, und die Horizontaldistanz zwischen den
beiden Punkten zu bestimmen, in denen sich die
"Anomalienkurve" wieder von der Geraden entfernt.
Diese Horizontaldistanz stimmt bis auf 10 % mit der
Tiefe der Anomalie überein.
In den dargestellten Beispielen, die für das gesamte
Gebiet typisch sind, liegen die Störquellen in der
Mehrzahl der Fälle in einer Tiefe von nicht mehr als
800 m o Subtrahiert man diesen Wert von der Flughöhe,
so ergibt sich eine absolute Höhe der Quellen von
minimal 300 m, was ungefähr der Geländehöhe unter den
gemessenen Anomalien entspricht. Es ist deshalb wahr­
scheinlich, dass die Hauptursachen dieser Störungen
zivilisatorischer Natur sind (Industrie, Eisenbahn­
linien, etc.), und ein möglicher Einfluss des kri­
stallinen Grundgebirges so schwach ist, dass er nicht
wahrgenommen werden kann. Der Grund für das Fehlen von
geologisch bedingten Anomalien wird im Kapitel 1.7
ausführlich diskutiert.

NAGRA NTB 84-14 - 42 -
Flughöhe : 1100m Linie: 10 Ost-West
Abb. 14
Beispiel der Tiefenbestimmung von Störquellen
aus Analogregistrierungen des
Magnetfeldes mit Hilfe der Tangentenmethode.

NAGRA NTB 84-14 - 48 -
'"d
r-l
Q)
4-l
r-I
co
+J
o
E-i
Flughöhe: 1100m Linie: 07 Ost-West
Abb. 20
Beispiel der Tiefenbestimrnung von Störquellen
aus Analogregistrierungen des
Magnetfeldes mit Hilfe der Tangentenmethode.

NAGRA NTB 84-14 - 50 -
1.7.4 Kritik und Kommentar
Heute vorliegende geologische und tektonische Daten,
die mit Hilfe anderer geophysikalischer Methoden, wie
z.B. der Reflexionsseismik und der Gravimetrie erar­
beitet wurden sowie die Ergebnisse der Tiefbohrungen
zeigen, dass die Grundgebirgsoberfläche von zahlreichen
Brüchen vertikal verstellt wurde. Ausserdem wurde ein
Permo-Karbon-Trog mit einer Tiefe von mehr als 1000 m,
einer mittleren Breite von 10 km und einer Längsaus­
dehnung von ca. 40 km nachgewiesen.
Ohne Kenntnis der Grenzen der aeromagnetischen Methode
und ohne entsprechende Gewichtung der in diesem spe­
ziellen Fall vorliegenden Verhältnisse, könnte der
Eindruck entstehen, das negative Resultat der Mess­
kampagne sei auf die ungenügende Qualität der Feld­
daten oder auf Mängel bei der Datenverarbeitung zu­
rückzuführen.
Um sämtliche Zweifel in dieser Hinsicht aus dem Weg
zu räumen, wurden Proben aus den Bohrkernen der Boh­
rungen Weiach, Riniken und Böttstein entnommen und
ihre Suszeptibilitäten im Magnetiklabor des Instituts
für Geophysik der ETH- Zürich untersucht. Dabei waren
ausschliesslich laterale Suszeptibilitätsunterschiede
zwischen dem kristallinen Grundgebirge und der Füllung
des Permo-Kabon-Troges auf verschiedenen Tiefenstufen
von Interesse.

NAGRA NTB 84-14 - 51 -
Bohrungen und Tiefe Suszeptibilität
Gesteinstyp [m] [G/Oe]
Riniken
Permo-Karbon ca. -886 9 .. 95 x
Böttsein
Granit ca. -1100 9.31 x
Riniken
Permo-Karbon ca. -1600 2.125 x
Weiach
Gneiss ca. -2200 2.406 x
10- 6
10- 6
10- 5
10- 5
Aus obigen Werten geht hervor, dass für zwei Tiefen­
bereiche die folgenden Kontraste ermittelt wurden:
a) Im Bereich von ca. - 1000 mein Suszeptibilitäts­
-6
kontrast von + 0.64 x 10 G/Oe (gerundet:
+ 1 x 10- 6 G/Oe) zwischen Permo-Karbon und Kristallin.
b) Im Bereich von ca. - 2000 mein Suszeptibilitäts­
kontrast von - 2.81 x 10- 6 G/Oe (gerundet:
- 3 x 10- 6 G/Oe) zwischen Permo-Karbon und Kristallin.
Um aufzuzeigen, dass es unter den gegebenen Suszepti­
bilitätsbedingungen und mit den im vorliegenden Fall
angewandten Survey-Parametern nicht gelingt, ein Struk­
turelement wie den Permo-Karbon-Trog nachzuweisen,
wurden mit der in Kapitel 1.7 beschriebenen Methode
zwei Modelle gerechnet.
a) Ein erster Modelltrog mit einer konstanten Suszep­
tilitätskontrast von - 2 x 10- 6 G/Oe auf.
b) Ein zweiter Modelltrog mit unterschiedlichen Suszep­
tibilitätskontrasten in zwei Tiefenabschnitten:
+ 1 x 10- 6 G/Oe oberhalb - 1000 mund
- 3 x 10- 6 G/Oe unterhalb - 1000 m.

NAGRA NTB 84-14
TOTALFELD
[ GM,1MAl
1.50
1.00
0.50
0.00
-0.50
-1.00
2000
1000
0
-1000
-2000
-3000
o
(m)
0
+
+
+
+
+
+-
+
+
+
+
+
Abb. 22
+
+
+
+
- 52 -
10000 20000
Flughöhe
Topographie
... + +- +- + +
+ + + + + + +
+ + + +- + + +
+ + + + + -+ + + +
+ + + + + + + +
+ + + + + + + -t- + + + +
30000
1000U 20000 30000
2-dimensionales Modell der Anomalie des
Permo-Karbon-Trogs auf der Basis eines
mittleren Suszeptibilitätskontrastes von
- 0.000002 G/Oe.
(m)
(m)

NAGRA NTB 84-14 - 54 -
Die resultierenden magnetischen Anomalien ergeben für
die beiden Modelle folgende Unterschiede (Abbildungen
22 und 23):
a) für den konstanten Suszeptibilitätskontrast des
ersten Modelltroges beträgt die Differenz zwischen
den beiden Extremas 2y,
b) für die unterschiedlichen Suszeptibilitätskontraste
des zweiten Modelltrogs liegt die Differenz bei 0.2y.
Für beide Modelltröge beträgt die horizontale Ausdeh­
nung der Anomalien ca. 10 km.
Die Modellrechnungen zeigen, dass bei den vorliegenden
geringen Suszeptibilitätskontrasten sogar Stufen im
Grundgebirge mit Versetzungsbeträgen von mehr als
tausend Metern nicht mehr aufgelöst werden können.
Es bleibt zu erwähnen, dass eine aeromagnetische Ver­
messung des Untersuchungsgebietes möglicherweise er­
folgreicher wäre, wenn sehr viel tiefer (z.B. 300 m
über Grund) und mit einer höheren Messgenauigkeit
(1(10 bis 1/100y) geflogen werden könnte. Für eine
derartige Untersuchung ist das vorliegende Gebiet
wahrscheinlich zu gross und topographisch schlecht
geeignet. Ein solches mit sehr unsicheren Erfolgs­
chancen behaftetes Experiment würde die zu erwarten­
den hohen Kosten wohl kaum rechtfertigen.

NAGRA NTB 84-14 - 55 -
2.
2.1
DIE BODENMAGNETISCHE VERMESSUNG
ZUSAMMENFASSUNG
2.2 MESSGEBIET
Im Auftrag der Schweizerischen Geophysikalischen
Kommission wurde im Juli 1981 als Ergänzung einer
aeromagnetischen Untersuchung der Nordschweiz das
magnetische Totalfeld im Raume Hornussen - Bözen -
Zeihen - Herznach terrestrisch aufgenommen. Für die
Feldaufnahmen und die Datenauswertung war das Institut
für Geophysik an der Eidgenössischen Technischen Hoch­
schule (ETH) in Zürich verantwortlich.
Die Feldmessungen waren Anfang August 1981 beendet.
Anschliessend wurden die Daten im Rechenzentrum der
ETH in Zürich aufbereitet. Die Ergebnisse liegen nun
in Form einer Isolinien-Karte des magnetischen Total­
feldes (Abb. 25) vor.
Das untersuchte Gebiet weist eine rechteckige Form
auf und liegt im Raume Hornussen-Bözen- Zeihen­
Herznach im Aargauischen Tafeljura. Die Eckpunkte des
Rechteckes haben die folgenden Koordinaten:
262'000 / 646'000
258'000 / 646'000
262'000 / 649'000
258'000 / 649'000

NAGRA NTB 84-14 - 56 -
2.3
2.3.1
2.3.2
Das Gebiet ist charakterisiert durch flache, meist
bewaldete Hügelkuppen mit dazwischen liegenden Fluss­
Erosionsmulden, in denen sich die meisten Siedlungen
befinden. Bei der Interpretation der Karte des Total­
feldes zeigte sich, dass in den siedlungsreichen Ge­
bieten die grössten Unsicherheiten bezüglich der Zuver­
lässigkeit der Messdaten bestehen. Besonders erwiesen
sich die Täler der Sissle und des Zeiherbaches als
sehr störaktiv.
Das Messgebiet ist gut zugänglich. Auf den sehr zahl­
reichen Wegen ist fast jeder Geländepunkt erreichbar.
MESSGERÄTE
Permanente Bodenstation
Die dauernd in Betrieb stehende, fest installierte
Bodenstation in Hakab (ZH) liefert die täglichen
Variationen des Totalfeldes, die zur Bearbeitung der
Daten benötigt wurden (s. Kapitel 1.3.4).
Feldmessgerät
Als Messgerät wurde ein Protonenpräzessions-Magneto­
meter vom Typ G 826 der Firma GEOMETRICS verweDdet.

NAGRA NTB 84-14 - 57 -
2.4
Diese Geräte nützen - vereinfacht dargestellt - die
Tatsache aus, dass Protonen mit ihren Spinnachsen um
die Richtung einfallender Magnetfeldlinien zu präzes­
sieren beginnen. Diese Präzessionsbewegung induziert
einen kleinen Wechselstrom, dessen Frequenz propor­
tional zum umgebenden Magnetfeld ist. Bei diesem Mess­
gerät wird eine protonenreichen Flüssigkeit in der
Sonde benutzt. Der induzierte Wechselstrom wird von
einer Spule, die in der Sonde eingebaut ist, aufge­
nommen und dem Messgerät zugeführt. Das Gerät berech­
net automatisch die Totalfeldstärke in Gamma-Werten
(1 Gamma = 10- 5 Oersted).
Als Sensor dient eine zylinderförmige, 15 cm lange
Kapsel mit einem Durchmesser von 8 em. Der Sensor wird
auf einer ca. 2 m langen Stange getragen, die am Mess­
ort vertikal auf den Boden gestellt wird. Diese Stange
ermöglicht es, schwache, bodennahe Störfelder auszu­
schalten. Vom Sensor führt ein Kabel zum elektroni­
schen Messgerät, das der Operator trägt. Jeder Mess­
vorgang wird mit einem Knopfdruck ausgelöst und nimmt
ca. 2 Sekunden in Anspruch; das Resultat wird auf dem
Display des Geräts digital angezeigt.
PRAKTISCHE AUSFUEHRUNG DER FELDARBEIT
Bei einem dichten Wegnetz, wie es im Untersuchungs­
gebiet vorliegt, können die Messprofile den Wegen
entlang gewählt werden. Dabei wird das Messgebiet mit
einer Messpunktedichte von 50 Metern für Wellenlängen
von Anomalien der gesuchten Grössenordnung ausreichend
abgedeckt.

NAGRA NTB 84-14 - 58 -
Die Feldmessungen wurden zu Fuss durchgeführt, wobei
die Distanzen zwischen den einzelnen geographischen
Fixpunkten (im allgemeinen Wegkreuzungen) mit Schritten
gemessen wurden. Zur Orientierung im Gelände standen
Karten im Massstab 1:10'000 und 1:25'000 zur Verfügung.
Abb. 24 zeigt die geographische Lage der im Gebiet
gemessenen Punkte.
Im Bereich von Ortschaften wurden nur an deren Peri­
pherie Messungen durchgeführt, da Messwerte aus den
Orts zentren wegen der grossen Zahl von Störquellen
wenig vertrauenswürdig sind. Dies erklärt das Vorhan­
densein grösserer Flächen ohne Messpunkte in Abb. 24.

NAGRA NTB 84-14
263000 _
262000 _
261000
260000
253000
258000
251000
6lfSOOO
I
6%000
+
6'i6000
.l
.t
:t
+
+
I
6'i6000
Abb. 24
6'i1000
6HOOO
59
6'i8000
6':18000
I
61f3000
I
6':13000
650000
I
650000
263000
262000
f- 261000
260000
253000
258000
251000
Verteilung der Messpunkte für die bodenmagnetische
Pilotstudie.

NAGRA NTB 84-14 - 61 -
2.5.3
2.5.4
2.5.5
Bestimmung der Koordinaten der Messpunkte
Die Messpunkte wurden auf einer Karte (Massstab
1:10'000) des Messgebietes eingezeichnet. Anschlies­
send wurden die Koordinaten von Hand herausgelesen und
dem entsprechenden Messwert zugeordnet. Für die wei­
tere Verarbeitung wurden die Messwerte, und ihre
Koordinaten abgelocht.
Korrektur der Daten für die tägliche Variation und
Mikropulsation des Erdmagnetfeldes
Das natürliche Erdmagnetfeld weist Schwankungen ver­
schiedener Perioden auf, auf deren Ursachen hier nicht
eingegangen werden soll. Für die vorliegenden Messun­
gen waren Perioden von einigen Minuten bis zu einigen
Stunden von besonderem Interesse. Diese Schwankungen
müssen bei der Verarbeitung der Messdaten miteinbezo­
gen werden. Dazu wurden die Analogaufzeichnungen der
Permanentstation in Hakab (ZH) für die jeweiligen
Messtage linearisiert. Durch die Linearisierung fielen
die sogenannten Mikropulsationen, die Wellenlängen
von einigen Minuten und Amplituden von 1-2 y aufwei­
sen, automatisch weg. Für die Schnittpunkte der Geraden
wurden dann die Zeit und der magnetische Absolutwert
bestimmt und beides abgelocht.
Erstellen der Isolinien-Karte der Totalintensität des
Erdmagnetfeldes
Aus den unregelmässig verteilten Werten wurde durch
Interpolation mit einem Programm von E. Klingele ein
zweidimensionales regelmässiges Punktnetz erzeugt,
dessen Maschenweite 50 m beträgt.

NAGRA NTB 84-14 - 62 -
2.6
2.6.1
GENAUIGKEIT DER RESULTATE
Die Genauigkeitsuntersuchung der Resultate muss auf­
gegliedert werden in
a) Fehler (z.B. bedingt durch Geräte), Rechenfehler,
Ablesefehler usw.
sowie in
b) Unsicherheiten durch zivilisatorisch bedingte mag­
Fehler
netische Felder, die das natürliche Erdfeld mit
seinen gesuchten, geologisQh verursachten Störfel­
dern überlagern.
Gerätegenauigkeit:
Sie beträgt für ein Protonenpräzessions-Magnetometer
+ 1 y.
Ablesefehler:
Da die Anzeige digital stattfindet, ist der Ablese­
fehler gleich Null.
Rechenfehler:
Der Rechenfehler der CDC-Grossrechenanlage der ETH
. Zürich ist für die vorliegende Problemstellung ver­
nachlässigbar.
Korrektur der täglichen Variation des Erdmagnet­
feldes:
Dieser Fehler beträgt maximal 2Y •

NAGRA NTB 84-14 - 63 -
Fehler der Koordinatenbestimmung:
Der beim Bestimmen der Messpunktkoordinationen ent­
stehende Fehler setzt sich zusammen aus
- der Ungenauigkeit der mit Schritten erfolgten
Distanzbestimmung im Feld (max. 10m), und
- der Ungenauigkeit der Koordinatenbestimmung auf der
topographischen Karte (mögliche Abweichung bei einer
Ablesegenauigkeit von 0.5 mm = 5 m).
Bei einem horizontalen Gradienten des Totalfeldes im
untersuchten Gebiet von 1.5 y/km (Aeromagnetische Karte
des Aargauischen Oberlandes, Beilagen 1 und 2) ergibt
sich somit ein Gesamtfehler aus der Koordinationbestim­
mung von + 0.03Y.
Aus diesem Grunde und auch wegen des zur Bestimmung
des Messpunkthöhen nötigen grossen Aufwandes wurde
diese Fehlerquelle nicht berücksichtigt. Um sie trotz­
dem in die Fehlerrechnung eingehen zu lassen, wurde
aus der oben erwähnten aeromagnetischen Karte der ver­
tikale Gradient des Totalfeldes im Raume Herznach ent­
nommen. Da dieser 1.25 y/100 m beträgt, ergibt sich für
eine maximale Höhendifferenz von 180 m im Messgebiet
ein Effekt von max. 2.25 y als Fehlereingabe in die
Rechnung.

NAGRA NTB 84-14 - 65 -
2.6.2 Unsicherheiten, verursacht durch Störfelder
Es handelt sich dabei um Störfelder, die wegen zivili­
satorischer Einflüsse entstehen und deren Ursachen
meist in Bodennähe liegen. Einige Beispiele aus
Breiner 1973 zeigen die ungefähre Grössenordnung, mit
welcher solche Störfelder das natürliche Magnetfeld
zu überlagern vermögen:
Objekt
Schraubenzieher
Zaundraht
Rohr, (/J 5 cm
Eisenbahnzug
Distanz zum
Sensor
3 m
3 m
8 m
300 m
Grösse der bewirkten
Anomalie
0.5 - 1 Y
15 y
50-200 y
1- 50 Y
Es ist offensichtlich, dass solche Störquellen einen
viel stärkeren Einfluss auf die Genauigkeit der Resul­
tate haben als die Fehler, die im vorhergehenden Kapitel
diskutiert wurden.
Zu erwähnen ist hier die das Messgebiet diagonal durch­
querende Eisenbahnhauptachse Zürich - Basel. Eine
genauere Untersuchung des Einflusses dieser Störquelle
überschreitet jedoch den Rahmen der vorliegenden Arbeit.