Havadan Alınan Manyetik Ölçümler

Havadan Alınan Manyetik
Ölçümler
Hazırlayan: Ömer Aykut Topal
040214046
İÇİNDEKİLER
İÇİNDEKİLER













Temel Bilgiler
Manyetizma Türleri
Yöntemin Kullanılma Alanları
Yöntemin Özellikleri
Ölçüm Aletleri
Havadan Yapılan Manyetik Ölçümler
Manyetometrenin uçağa bağlanması
Uçuş Hattının saptanması
Uçuş Yüksekliğinin Saptanması
Aeromanyetik Uçuş Ağı
Aeromanyetik Ölçmelerde Verilerin Elde Edilmesi
Manyetik Ölçümlere Uygulanan Düzeltmeler
Kaynakça
Temel Bilgiler







􀂙 Jeofiziğin en eski dallarından biridir.
􀂙 Manyetik yöntemde, yerkürenin manyetik alanındaki
değişimler incelenir.
􀂙 Yer manyetik alanının düşey bileşeni, yatay bileşenleri
ya da alan vektörü
ile eğim ve sapma açıları ölçülebilir. Uygulamalarda
genellikle toplam
manyetik alan ya da düşey bileşenleri ölçülmektedir.
􀂙 Manyetik geçirgenlik, maddelerin bir özelliğidir ve dış
manyetik alanın
neden olduğu manyetizasyon şiddetini belirler.
Manyetizma Türleri





Bir kayacın manyetik özellikleri, içinde bulunan
manyetik minerallerin türüne ve
tane boyuna bağlıdır. Belli başlı üç tür
manyetizma vardır. Bunlar;
􀂙 Diyamanyetizma
􀂙 Paramanyetizma
􀂙 Ferromanyetizma
Manyetizma Türleri











Diyamanyetizma: Uygulanan manyetik alana ters yönde küçük bir alan üretir. Bu
nedenle toplam alan uygulanan alandan daha küçüktür. Negatif küçük manyetik
anomali üretirler Uygulanan alan kaldırılırsa indüklenme alanı yok olur Bütün
üretirler. kaldırılırsa, olur. maddelerin temel özelliğidir. Örnek: Kuartz, kalsit, galen,
sifalerit.
Paramanyetizma: Uygulanan manyetik alana ters yönde küçük bir indüklenmiş
alan üretir. Halihazırdaki küçük manyetik alan uygulanan manyetik alana paralel
olarak dizilirler. Termal ajitasyondan dolayı tamamen dizilemezler. Sıcaklık
düştükçe manyetik duyarlılık artar. Net etki, uygulanan alandan daha büyük olan
toplam alandır. Pozitif küçük anomali üretirler. Uygulanan alan kaldırıldığında
indüklenmiş alan yok olur. Termal ajitasyon atomları rastgele dağıtır. Örnek:
Piroksen, amfibol, biyotit, olivin, grena.
Manyetizma Türleri











Ferromanyetizma: Uygulanan manyetik alana ters yönde küçük bir
indüklenmiş
alan üretir. Komşu atomlar arasındaki karşılıklı etki çok fazladır. Bu nedenle
termal ajitasyona rağmen bütün atomların manyetik momentleri birbirne
paralel
olmaya çalışır. Cruie sıcaklığından daha yüksek sıcaklıklarda paramanyetik
olurlar. Ferromanyetik cisimler uygulanan alan kaldırıldıktan sonra
kendiliğinden
mıknatıslık kazanırlar. Manyetik duyarlılıkları büyük ve pozitiftir.
Ferromanyetik maddelerin üç tipi vardır;
􀂙 Ferromanyetik
􀂙 Antiferromanyetik
􀂙 Ferrimanyetik
24
Kayaçlarda Kalıcı Mıknatıslanma
Türleri










İki tür mıknatıslanma vardır. Bunlar;
• İndüksiyonlaMıknatıslanma
• Kalıcı Mıknatıslanma
İndüksiyonla mıknatıslanma, uygulanan manyetik alana paraleldir ve şiddeti
bu alan şiddeti ile orantılıdır.
Kalıcı mıknatıslanma, uygulanan manyetik histerizis’in bir özelliğidir ve
birbirinden farklı birçok olayların sonucu olarak hep birlikte ya da ayrı ayrı
kazanabilir Uygulanan dış manyetik alan kaldırıldığında kayaç içerisindeki
kazanabilir. mıknatıslanmaya “Doğal Kalıcı Mıknatıslanma” ya da
“Paleomanyetizma”
denir.
Yöntemin Uygulama Alanları













Manyetik yöntemin uygulama alanlarını şu şekilde sıralayabiliriz;
􀂙 Gömülü Yapıların Aranmasında
• Boru hatlarının, kablo ve toksik atıkların belirlenmesi
• Patlamamış askeri mühimmat
• Terkedilmiş petrol kuyuları
• Arkeolojik yapılar
• Atık alanları
􀂙 Jeolojik Yapıların Araştırılmasında
• Maden aramaları
• Fay hatlarının belirlenmesi
• Sediman kalınlık çalışmaları
• Temel kaya araştırmaları
• Kıtasal kayma ve deniz tabanı yayılmaları
Yöntemin Özellikleri












Kolaylıkları
􀂙 Ölçü almak oldukça kolay ve hızlıdır.
􀂙 Ekonomik bir yöntemdir.
􀂙 Yerle doğrudan teması yoktur.
􀂙 Sadece ferromanyetik metallere duyarlıdır.
Zorlukları
􀂙 Gradyent ölçümler, toplam alan ölçümlerine göre derindeki cisimlere
daha az duyarlıdır.
􀂙 Manyetik ölçümler çelik borular, çitler, araçlar ve binalar gibi bozucu
etkilere duyarlıdır.
􀂙 Toplam alan ölçümleri yer manyetik alanındaki değişimlere duyarlıdır
(bu etkinin yok edilmesi için bir baz istasyonu kullanılmalıdır).
Ölçüm Aletleri









Yer manyetik alanını ölçmede kullanılan aletler en eski bilimsel aletler arasında
yer alır. Manyetik aletler iki sınıfa ayrılabilir.
Mekanik Aletler: Doğrudan yer manyetik alanın yönünü ya da bir bileşenini
belirler. Örneğin pusulalar. Manyetik eğim açısını da ölçen aletler
bulunmaktadır.
Manyetometreler: Genellikle mekanik olarak çalışmayan, yer manyetik alan
şiddetini veya bunun bir bileşenini ölçen aletlerdir. Bu tür aletlerden ilki II.
Dünya
Savaşı’nda yapılmıştır. Fluxgate-Manyetometresi denizaltıları tespit etmek için
geliştirilmiştir.
Ölçüm Aletleri












Genelde kullanılan manyetometreler
şunlardır;
Fluxgate Manyetometresi: Manyetik
alanın toplam şiddeti ya da bileşenleri
ölçülebilir Duarlılığı ±1 gammadır.
Proton Manyetometresi: Yerde yapılan
manyetik ölçümlerde en yaygın
kullanılan aletlerden biridir.
manyetik alanın sadece toplam şiddetini
ölçer. En önemli avantajı kullanım
kolaylığı ve güvenilirliğidir. 0.005
gammalık duyarlılığı vardır.
Fluxgate Magnetometer
Fluxgate Magnetometer

Uçaklara yerleştirilerek ölçü alınan bir doyabilen çekirdek
manyetometresidir.Bu alette kolay doyabilen manyetik maddeler iki primer
bobinin çekirdeği olarak kullanılır.İki paralel çubuk üzerine sarılı primer
bobinlere alternatif akım verilir.Bobinler çekirdeklerde meydana gelen akı
yoğunluklarının zıt olmasına göre sarılmışlardır.Bobinler YMA’ya paralel
olarak tutulursa yer manyetik alanı bobinlerden birinin alanına
eklenmiş,diğerinin alanından çıkarılmış olur.Böylelikle indüksiyon voltajları
birbirini götürmez ve YMA ile orantılı net bir çıkış voltajı elde edilir.Gerekli
elektronik devrelerden geçirilerek ya sürekli kayıt yapılır ya da küçük taşınabilir
aletlerdeki gibi doğrudan alan şiddeti birimi cinsinden aletten okunur.Bu tip
aletler manyetik alanın toplam şiddetini ölçebileceği gibi duyarlı elemanın
doğrultusuna göre bileşenleri de ölçülebilir.Duyarlılık yaklaşık 1nT
kadardır.Hızdan etkilenmediği için havadan manyetik çalışmalarda sıkça
kullanılır.
Proton Precession Magnetometer
Havada Yapılan Manyetik Ölçümler












Havada Yapılan Ölçümler
Hem fluxgate hem de proton manyetometresi kullanılablir. Uçak ya da
helikoptere monte edilir Hızlı ve daha az maliyetli bir ölçümdür Uçak
birbirine
edilir. ölçümdür. paralel olan hatlar boyunca uçar ve sürekli kayıt alınır. Uçağın
uçuş yüksekliği de
radar altimetresinden sürekli kaydedilir ve eş-zamanlı olarak uçuş profilinin
belirlenmesi amacı ile fotoğraf çekilir. Böylece hava fotoğraflarında söz
konusu
uçuş profilleri rahatlıkla belirlenir.
􀂙 Uçağın yarattığı manyetik alanın yok edilmesi gereklidir
􀂙 Ölçü aralığı uçağın hızına ve kayıt aralığına bağlıdır ç ğ ç ğ y ğ ğ
􀂙 Veri uçuş hattı boyunca alınır
􀂙 Navigasyon olayı söz konusudur
􀂙 Sabit yükseklik gereklidir.
Manyetometrenin Uçağa
Bağlanması


Ölçme sondasının hava aracına sabit montajı bozucu
alan kompenzasyonları,sürekli mıknatısların uygun bir
şekilde yerleştirilmesiyle(pasif kompenzasyon) veya
dikdörtgen bobin sistemi(aktif kompenzasyon) ile
meydana getirilir.
Ölçme sondasının aerodinamik sabit bir taşıyıcı ile
gövdeye takılması(bird) ;taşıyıcı gövdeye takılan
sonda,hava aracının hareketinden sonra,bir makara
vasıtasıyla 20-150 m uzunluğundaki bir kablo ile aşağıya
sarkıtılır.Bu şekilde,hava aracının bozucu etkisi önemli
ölçüde azaltılmış olur.
Manyetometrenin Uçağa Bağlanması
Manyetometrenin Uçağa Bağlanması
Uçuş Hattının Saptanması



Uçakta elde edilen verilerle,uçulan arazinin birbiri ile
uyumunun belirlenebilmesi için,hava resmi,dopplernavigasyon veya telsiz teknikleri uygulanır.
Hava resminin çekimi için,hava aracında bir kamera
kullanılır.Bu kamera uçuş yüksekliğine göre 1-5 sn
aralıklarla resimler çeker.Daha sonra herbir çekime
verilen ölçme numarası uygun resimlerin üzerine
yerleştirilir.
Uçuş çizgisi,sıralı resimlerin bir topografik harita ile
veya bir fotomozaik ile karşılaştırılması sonucunda
saptanan geçiş noktaları ile sağlanır
Uçuş Yüksekliğinin Saptanması


Uçuş yüksekliği , değişik amaçlı projelere göre belirlenir.Özellikle
araştırılan yapının derinliğine,anomalinin dalga uzunluğuna ve
genliğine,manyetometrenin hassasiyetine,asgari ölçme dizisine ve
uçuş hızına bağlıdır.Burada ayırt edilmesi gereken,belirli bir bir
hız üzerindeki sabit uçuş yüksekliği ile arazi üzerindeki sabit uçuş
yüksekliğidir.
Belirli bir baz üzerinde uçuş yüksekliğinin
saptanmasında,barometrik bir yükseklik ölçeri kullanılır.Bu
cihazın yardımıyla,genel olarak öngörülen uçuş yüksekliği +-30
m’lik bir doğrulukla bulunabilir.Arazi üzerinde sabit bir uçuş
yüksekliğinin saptanmasında ise radar yükseklik ölçüsü kullanılır.
Aeromanyetik Uçuş Ağı

Aeromanyetik ölçmeler, eş uzaklıklı uçuş hatları
boyunca ve olanak varsa,jeolojik hatta dik
olmalıdır.Uçuş profillerinin birbirine bağlanması için dik
açılı kontrol profilleri şeklinde uçurulur.Nettleton’a göre
petrol prospeksiyonunda profil uzunluğu,yan profil
aralığının 1:5 ila 1:6 arasında olabilir.Bhattacharya,buna
karşılık 1:20’lik bir oran ve yan profillerin ölçülmesini
önermektedir.Çapraz noktalarda,uzunlamasına ve yan
profillerdeki ölçme değeri arasındaki
sapma,aeromanyetik ölçmelerin doğruluğu için bir ölçü
olarak alınabilir.
Aeromanyetik ölçmelerde Verilerin
Elde edilmesi

Manyetik etüdlerinde kullanılan manyetometrelerle
alınan ölçmelerin doğruluk derecesini yükseltmek
için,veri işllenmesinde ve veri elde edilmesinde uygun
bir harcama yapmak gerekir.Bunun koşulu hava
aracında dijital bir kayıtçının olmasıdır.Burada profil
numarası,tarih ve saat,ölçme değeri numarası,yer
manyetik alanının toplam şiddeti ve uçuş yüksekliği
manyetik banda depolanabilir.Bir elektronik navigasyon
sistemi varsa,uçağın konumuna dair verilerde
kaydedilebilir.




Bunlara ek olarak;
Yüksek frekanslı hatalar(örneğin “spikes”) spikes filtresi
adı verilen filtrelerle verilerden arındırılabilir.
Verilerin kontrolünden ve olası hataların
bastırılmasından sonra,yer manyetik alanının zamanla
oluşan varyasyonlarının değerleri bir istasyon yardımıyla
ortaya çıkartılır.
Verilerde hava aracının fazla salınımından dolayı
gürültüler bulunuyorsa bunlar yüksek geçişli filtrelerle
ortadan kaldırılır.
Manyetik Ölçmelere Uygulana
Düzeltmeler








Günlük Değişim Düzeltmesi
Yer Manyetik Alanını toplam bileşeni yada Z düşey bileşeninin
sürekli
kaydedildiği, Manyetik rasathane kayıtlarından yararlanılarak söz
konusu
arazideki manyetik ölçümlere gerekli günlük düzeltmeler yapılır.
Enlem ve Boylam Düzeltmesi (Normal Düzeltme)
Türkiye’nin bulunduğu enlemde kuzeye doğru gidildikçe Z düşey
bileşenin değeri
7.5 γ/km olarak artmaktadır. Dolayısıyla geniş alanlarda (örneğin
petrol araması)
yapılan çalışmalarda bu tür düzeltmelere ihtiyaç vardır. Aksi halde
kullanılmaz.
Kaynakça










http://www.mta.gov.tr
www.geop.itu.edu.tr/
www.dayk.sakarya.edu.tr
www.earthsci.unimelb.edu.au
mgs-mager.gsfc.nasa.gov
Kenar ö.;1998 gravite ve manyetik prospeksiyon,Kocaeli
Üniversitesi
http://www.jeofizikforum.com
http://jeofizik.ankara.edu.tr
www.uh.edu
www-ssc.igpp.ucla.edu