Havadan Alınan Manyetik Ölçümler

1. Havadan Alınan Manyetik Ölçümler Hazırlayan: Ömer Aykut Topal 040214046

2. İÇİNDEKİLER

3. 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

4. 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.

5. 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

6. 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.

7. 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

8. 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.

9. 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

10. 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).

11. 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.

12. 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.

13. Fluxgate Magnetometer

14. 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.

15. Proton Precession Magnetometer

16. 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.

17. 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.

19. Manyetometrenin Uçağa Bağlanması

20. Manyetometrenin Uçağa Bağlanması

21. Uçuş Hattının Saptanması • Uçakta elde edilen verilerle,uçulan arazinin birbiri ile uyumunun belirlenebilmesi için,hava resmi,doppler-navigasyon 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

22. 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.

23. 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.

25. 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.

26. 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.

27. 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.

28. 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

29. TEŞEKKÜRLER