August 28th 2015

Måler tyngdekraft fra store høyder


Det er det kanadiske firmaet Novatem som gjennomfører selve flygningen for NGU.
For første gang måler NGU tyngdekraft fra lufta. Det kan gjøre kartleggingen enklere og mer effektiv i fremtiden.

Et lite hvitt propellfly stiger opp til 200 meters høyde over kysten av Nordmøre. Bak pilotens sete, er kabinen fullstappet av NGUs måleutstyr. Aller størst er gravimeteret, et instrument som måler tyngdekraften fra berggrunn og løsmasser.

Gravimeteret inne i flykroppen.
Gravimeteret inne i flykroppen.

Definerer bergarten

- Tyngdekraften forteller mye om tettheten i berggrunnen. Dette er med på å definere hvilke bergarter vi har under oss, forteller forsker Marie-Andrée Dumais.

Det er første gangen NGU gjør slike målinger fra lufta. Tidligere har gravimetrene stått på landjorda eller vært plassert i båter. Dersom forsøket med luftmålinger fungerer, vil man kunne måle hurtigere, billigere og mer uhindret og effektivt.

- Med tyngdekraft-målinger fra lufta, kan vi komplettere de dataene vi allerede har, og gi en bedre tredimensjonal presentasjon av bergrunnen, sier Dumais. Hun har bred erfaring fra tyngdemålinger med fly og helikopter fra Afrika, Sør-Amerika, Midt-Østen og Grønland, og skal begynne et doktorgradsstudium på NTNU på innsamling og tolkning av slike data.

I flyet demonstrerer Dumais hvordan den svarte boksen fungerer. Lengden på ei utstrakt fjær forteller hvor stor tyngdekraft berggrunnen har.

Avhengig av stabilitet

Utfordringa med et gravimeter i fly, er å holde flyet stabilt. Bevegelser og tilhørende akselerasjon vil forstyrre gravimeteret. Alle som har vært flypassasjer i vind, vet hva turbulens er - og det er naturlig nok enda vanskeligere å holde et lite fly stødig i lufta. Forskerne er derfor avhengig av fine flyforhold, og en pilot som klarer å fly i rette linjer, for at målingene skal ha noen hensikt.

- Vi er klar over utfordringen med akselerasjon og stabilitet, og måler derfor GPS og avvik hele tida. Disse verdiene kan vi trekke fra når vi er nede på bakken igjen, slik at vi står igjen med de faktiske tyngdekraftmålene, forteller Dumais.

Så langt ser resultatene tillitvekkende ut. Stikkprøver som er gjort underveis, tyder på at forsøket fungerer. I tilfelle vil dette være et viktig bidrag til fremtidens kartlegging av landets geologi.

NGU-forsker Marie Andrée Dumais har kontroll på måleinstrumentene inne i flyet.
NGU-forsker Marie Andrée Dumais har kontroll på måleinstrumentene inne i flyet.

Bedre oversikt

- Med fly kan vi få enda bedre oversikt over bergarter og forkastninger i sonen mellom land og sokkel, sier leder for NGUs lag for sokkelgeofysikk, Odleiv Olesen. På kontoret sitt har han hengende et stort norgeskart som viser målinger av tyngdekraft, og han peker på hvite, tomme felter langs hele kyststripa.

- Det har tidligere vært både vanskelig og tidkrevende å få gjennomført tyngdekraftmålinger. En landbasert måling kan dekke 30 punkt pr. dag, til sammenligning kan vi med fly dekke omlag 1000 km på samme tid (tilsvarer ca. 1000 punkt med 1 km avstand). Det sier seg selv at det blir både kjappere, billigere og mer dekkende, sier Olesen.

Søker fjellvarme

De nye tyngdekraftmålingene følges med stor interesse fra oljeindustri og næringsliv. I tillegg til NGU og Oljedirektoratet, har ni oljeselskap bidratt med finansiell støtte gjennom Coop3-prosjektet.

- Det er i kystområdene at samfunnsutviklingen skyter fart. Både tunellbyggere og oljeselskap er interessert i våre data om hvordan berggrunnen ser ut, sier Odleiv Olesen.

Nå kartlegges nordvest-kysten av landet som en del av prosjektet, og her vil også tyngdekraftmålinger fra lufta spille en viktig rolle.

- Vi vet at lette og magnetiske granitter ofte har forhøyet innhold av de radioaktive elementene uran, thorium og kalium. Når disse elementene brytes ned, dannes varme. For eksempel er det målt temperaturer opp til 170°C, bare fem kilometer ned i berggrunnen på Haltenbanken. Vi vil nå undersøke om denne varmen kan relateres til granitter som strekker seg fra kysten på Nordvestlandet og nordover under Frøyahøgda og videre til Haltenbanken. Boring av et 800 m dypt borhull på Veidholmen nord for Smøla inngår derfor i Coop3-prosjektet. Når vi nå får enda bedre oversikt over hvordan grunnen ser ut, blir det mulig å fastslå om det det ligger mulighet her for å hente ut varme og strøm i fremtiden, avslutter Olesen.

Tyngdekraftmålingene fra lufta gjennomføres av NGU i samarbeid med Novatem fra Montreal. Fra venstre: pilot Brieuc D'ursel (Novatem), Marie-Andrée Dumais (NGU), Jomar Gellein (NGU) og Morten Skovgaard (Novatem).
  Jomar Gellein (i midten) har mer enn 30 års erfaring fra tyngdemåling på land. Her diskuterer han gravimeteret i flykroppen med NGU-kollegene Odleiv Olesen og Marie-Andrée Dumais.