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Berechnung von Bougueranomalien für das Saarland

K. Seitz (1), H. Bähr (1), F. Wild (1), B. Heck (1) und K. Roth (2)

(1) Geodätisches Institut, Englerstraße 7, D-76128 Karlsruhe

(2) Landesamt für KVK, Saarland

 

Definition der Bougueranomalie

Der gravimetrisch bestimmte Schwerewert g(P) fasst integral die Schwerewirkung aller Massenelemente im Aufpunkt P zusammen. Insbesondere tragen die umliegenden Massen, aber auch lokale Dichtekontraste zu seiner Variabilität im hochfrequenten Bereich bei. Wird der gemessene Schwerewert g(P) durch die Freiluftreduktion δgF und Anbringen der topographischen Reduktion δgtop = δgB + δgG auf das Geoid fortgesetzt und mit dem Normalschwerewert γ0 am Ellipsoid verglichen, so resultiert die verfeinerte Bougueranomalie

ΔgB = g(P) + δgB + δgG + δdF - γ0.

Ihre Interpretation im Rahmen der Prospektion ermöglicht die Lokalisierung der Lagerstätten von Rohstoffen (Kohle, Salzstöcke, Erzlager, etc), welche durch ihren Dichtekontrast in den Bougueranomalien hervortreten. Darüber hinaus bilden Schwereanomalien zusammen mit digitalen Geländemodellen (DGM) die wesentliche Datengrundlage zur Berechnung regionaler sowie globaler Geoid- und Quasigeoidlösungen.

 

Verwendete Daten

Digitale Geländemodelle (DGM)

Saarland  Datum: DHDN, DHHN 12.5 m x 12.5 m
SRTM3  Datum: WGS84  3” x 3”
SRTM30 Datum: WGS84 30” x 30”
JGP95E Datum: WGS84 5’ x 5’

 Interpolation eines DGMs  für die Kernzone (49° ≤ φ ≤49° 45’; 6° 10’≤ λ ≤7° 40’)
mit 0.4” x 0.6” Rasterweite im Datum WGS84

 

Punktschwerewerte (4606)

Saarland (820)
Rheinland-Pfalz (249)
Luxemburg (25)
Bureau Gravimétrique International BGI (2582)
Deutsches Schwerearchiv (930)

 

Bouguerreduktion

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Differenz der Schwerewirkung zwischen Kugelkappe und ebener Platte

 

Freiluftanomalie δgF


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Geländereduktion δgG

Diskretisierung

Zur Berechnung des Schwereeinflusses der residualen Topographie bezüglich des Aufpunktniveaus wird
das Gelände ausgehend von DGMs durch geeignete Massenkörper approximiert:

  • Tesseroide
  • Quader (Prismen)
  • Punktmassen
  • Massenlinien
  • Flächendichten

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s ≤ 10 km; Tesseroid - Quader
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5 km ≤ s ≤ 10 km; Tesseroid

 

Reduktion des Geländeeinflusses δgG auf die Schwere




Mit s ≤ 10 km
 

Gesamter Kernbereich


5° Fensterrahmen um den Kernbereich
 

Gesamter Fernbereich aus JGP95E

 

Berechnungsvarianten der Bougueranomalien ΔgB für das Saarland


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δgG mit s ≤ 5 km; δgB aus ebener Bouguerplatte
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δgG und δgB aus Kugel-kappe mit s ≤ 10 km
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δgG global; δgB aus Kugel-schale