Temel ilkesi yerin manyetik alanındaki değişimlerin incelenmesidir. 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.

Kayaçlar içerisindeki mineraller yerin mıknatıslanma kuvvetine bağlı olarak manyetik özellikler kazanırlar. Manyetik metodun amacı kayaçların mıknatıslanma özelliklerindeki farklılıklara dayanarak farklı kayaçların bulunduğu yerlerin haritalanmasıdır. Bir bölgede manyetik alan şiddetindeki farklılıklar yerin manyetik alanındaki değişimler ile o bölgede bulunan kayaların hacim ve manyetik süspektibilitelerinin (duyarlılık) bir sonucudur. Bölgedeki yer manyetik alanı belli ise oradaki kayaların manyetik şiddeti doğrudan ölçülebilir. Manyetik araştırmalar karadan, gemiden veya uçakla yapılabilir. Manyetik alan şiddeti manyetometre ile ölçülür.

Yer altında bulunan manyetik minerallerin bir araya yoğunlaşması sonucu manyetik ölçülerde anomaliler görülür ve bu anomaliler sayesinde bir araya toplanmış manyetik minerallerin oluşturduğu manyetik özelliği olan değerli cevher ve cevher yatakları tespit edilir.

Manyetik yöntemin uygulama alanlarını şu şekilde sıralayabiliriz:

Jeolojik Yapıların Araştırılmasında

Maden aramaları

Fay hatlarının belirlenmesi

Sediman kalınlık çalışmaları

Temel kaya araştırmaları

Kıtasal kayma ve deniz tabanı yayılmaları

Gömülü Yapıların Aranmasında

  • Boru hatlarının, kablo ve toksik atıkların belirlenmesi
  • Patlamamış askeri mühimmat
  • Terk edilmiş petrol kuyuları
  • Arkeolojik yapılar
  • Atık alanları

Enerson olarak havadan manyetik etütler yapmaktayız. Havadan manyetik ölçümlerinde Sezyum Atomik manyetometresi (MAGARROW) veya Rubidyum Atomik manyetometresi (BULUCU) veya Rubidyum Atomik Gradyometresi kullanmaktayız. 2019 yılında başladığımız İHA ile manyetik etüt çalışmalarında bugüne kadar 12500 km’den manyetik etüt uçuşunu başarıyla tamamladık. Türkiye’de Erdemir, Esan, Koza, Dimin, Bilfer, Hestaş, Marmara Metal ve Centerra gibi şirketler için havadan manyetik etütleri yaptık.

Magarrow manyetometresinde optik lazer pompalama teknolojisi ile sezyum gazı atomlarının manyetik alan altında maruz kaldıkları manyetik moment değerleri ölçülmekte ve buradan maruz kaldıkları manyetik alanın değeri hesaplanmaktadır. Daha geniş teknik bilgi için:

Magarrow, saniyede 1000 ölçüm yaparak, 10 m/s İHA uçuşlarında bile 1 cm’ye bir ölçüm düşecek derecede çok yüksek çözünürlüğe sahiptir. Ayrıca Magarrow kendi GNSS ve IMU birimlerine sahip olup, yüksek doğrulukta zamanlama ve konum bilgisinin alınmasını sağlar.

BULUCU, Rubidyum buharı tabanlı bir Atomik manyetometre olup, saniyede 500 ölçüm yaparak, 10 m/s İHA uçuşlarında bile 2 cm’ye bir ölçüm düşecek derecede çok yüksek çözünürlüğe veri üretir. Ayrıca, santimetre düzeyinde doğruluk sağlayan RTK GNSS ve IMU birimlerine sahip olup, yüksek doğrulukta zamanlama ve konum bilgisinin alınmasını sağlar.

  • OPM (Optik Olarak Pompalanan Atomik Manyetometre) sensörleri tabanlı tek sensör veya gradyometre.
  • Santimetre düzeyinde Navigasyon ve Uçuş kontrolü: Verileri Santimetre düzeyinde hassasiyetle coğrafi olarak etiketlemek için İHA üzerindeki RTK/PPK GNSS alıcısı kullanılmaktadır.
  • Uygun döner kanatlı İHA. – Büyük ölçekli araştırmalar için, hibrit tahrik sistemine sahip İHA’lar kullanılmaktadır.
  • İHA üzerinde yerleşik görev bilgisayarı – Gradyometre için veri kaydedici görevi görür ve Gerçek Topoğrafya Takibi modunda alçak irtifada uçuşu yönetir.
  • Radar altimetre – yer yüzeyine olan mesafeyi ölçmek için kullanılır.
  • Uçuşu yönetmek, verileri kaydetmek ve gerçek zamanlı sensör verilerini yere iletmek için İHA üzerinde bir Uçuş yazılımı.
  • İHA görevlerini planlamak ve yürütmek için Yer Kontrol Yazılımı.
  • Özel Yük İzleme uygulaması – Gerçek Arazi Takip modunda alçak irtifa uçuşunu kontrol etmek ve gerçek zamanlı olarak manyetik verilerini almak için Yer Kontrol Yazılımı için özel eklenti uygulaması.
  • Anormallikleri belirlemek için filtreleme kapasitesine sahip Gerçek Zamanlı Veri İşleme yazılımı (Gerçek zamanlı Mayın ve EYP aramaları için).

BULUCU Atomik manyetometresinde kullanılan Rubidyum Atomik sensörlerinin özellikleri aşağıdaki gibidir:

Rubidyum Atomik Sensörlerinin Özellikleri:

  • Alan Hassasiyeti: 0.1-100 Hz bandında <1 pT/√Hz
  • Ölü bölge: tek ekvator düzlemi, ± 7 derece
  • Yön hatası: 1 nT’nin altında (kalibrasyon ile kompanse edilmemiş)
  • Dinamik Aralık: 1000 nT – 100000 nT
  • Çalışma sıcaklığı aralığı: -30C ila +60C
  • Kalibrasyon: gerekli değil
  • Dönüş hızı: 10000 nT/sn
  • Maksimum gradyan: 100 nT/cm (ideal < 30 nT/cm)
  • Maksimum veri hızı: 400 örnek/s
  • Atomik Buhar Malzemesi: Rubidyum (radyoaktif özelliği bulunmamaktadır)

Manyetik Gradyometre Ölçümlerinin, Tek Sensörle Yapılan Toplam Manyetik Alan Ölçümlerine Göre Avantajları Nelerdir?

Dünyanın manyetik alanındaki yerel değişiklikleri kaydederek ferromanyetik nesneleri algılayan manyetik gradyometreler çok yaygın olarak jeofizik araştırmalar için kullanılır. Dünya manyetilk alanı 50.000 nT değerlerine ulaşabilse de, manyetik alan gradyanı oldukça küçük (0.0001nT/m’den az) değerlerdir. Ferromanyetik nesneler, çevrelerinde bulunan dünyanın manyetik gradyanına göre çok daha yüksek değerler üretirler. Bu durum, yerel manyetik anomalilerin oluşmasına ve gradyometreler ile ferromanyetik nesnelerin tespitine olanak sağlar.

Küçük veya zayıf manyetik hedeflerin aranmasıyla ilgili olduğu için anomali frekans spektrumu biraz açıklamak uygun olacaktır. Yüksek gradyanlı alanlarda manyetik alanı incelerken, manyetik yüzey ve yüzey altı jeolojisinin yan yana gelmesinden kaynaklanan düşük frekans bileşeni veya uzun dalga boyu anomalileri, genellikle küçük veya zayıf manyetik anomalileri engelleyebilir ve gizleyebilir.

Tek sensörle yapılan bir manyetik etüt sonrası, hesaplanmış bir dikey gradyan haritası oluşturulurken, düşük ve orta menzilli frekans bileşenleri iyi bir şekilde gözlenebilir, ancak yüksek frekans bileşeni, gürültü zarfına yakınlığı nedeniyle genellikle filtrelenir ve bu nedenle küçük veya zayıf manyetik anomaliler genellikle hesaplanan dikey gradyan haritalarından elimine edilir.

Manyetik gradyometre, tek sensörlü toplam alan manyetometresine kıyasla çok daha detaylı çözme gücüne sahiptir ve bu da onu küçük hedeflerin yerini belirlemek için ideal bir araç haline getirir. Bununla birlikte, bir gradyometre, son derece yüksek hassasiyet ve kararlılığa sahip iki veya daha fazla sensör gerektirir.

Manyetik Gradyometre Ölçümlerinin, Tek Sensörle Yapılan Toplam Manyetik Alan Ölçümlerine Göre Avantajları Nelerdir?

Sonuç olarak:

Gradyometre araştırmaları, alçak irtifalarda ve orta hızlarda uçarak çok detaylı, yüksek çözünürlüklü veriler elde edebilir. Dikey bir manyetik gradyometre, yüzeye yakın manyetik kaynakları tespit etmede toplam alan manyetometresinden çok daha iyidir, bu da gradyan yöntemini maden arama için ideal hale getirir.

Yatay bir gradyometre ayrıca yüzeye yakın ayrıntılı bilgi sağlar, ancak aynı zamanda araştırma uçuş hatları arasındaki verileri enterpolasyon yapar; bu, araştırma hedefinin araştırma hattı aralığına benzer boyutlara sahip olması durumunda önemlidir.

Hem dikey hem de yatay gradyometreler, manyetik alandaki günlük değişikliklerden toplam alan manyetometresine göre çok daha az etkilenir, bu nedenle dünyanın önemli günlük aktivitenin beklenebileceği bölgelerinde kullanım için özellikle uygundurlar.

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERİN AVANTAJLARI

  • İHA ile yaptığımız manyetik etütler, yerden yapılan etütlere göre daha ucuza, daha kısa sürede geniş alanların taranmasına olanak sağlamaktadır.
  • Yerden yapılacak etütler için iş güvenliği açısından tehlikeli olabilecek her arazi koşullarında, tehlikesiz şekilde uygulanabilir.
  • İHA ile havadan yapılan etütler çok daha gürültüsüz ve ölçüm sıçramaları olmadan (data spikes) çok daha yüksek çözünürlükte alınabilmektedir.
  • Yerden yürüme modunda yapılan manyetik etütlerde karşılaşılan en büyük problemlerden biri GPS alıcısının topografya ve bitki örtüsü nedeniyle yeteri kadar uydu görmemesi nedeniyle çok yanıltıcı veriler (bazen 10-15 m.’den fazla) üreterek konumun doğru olarak belirlenememesidir. İHA ile Magarrow manyetometresi kullanılarak yapılan etütlerde, bitki örtüsünün ve küçük çaplı topografik engebelerin üzerinden uçulduğu için GPS alıcısı her zaman yeterli miktarda uydu görebilmekte ce her yerde metre altı doğruluğa sahip konum verisi üretebilmektedir.

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERİN AVANTAJLARI

  • Yerden yapılan etütlerde karşılaşılan ikinci sorun ise operatörün özellikle engebeli ve bitki örtüsü bulunan arazilerde, yürüyüş sırasında manyetometre sensörünü yerden sürekli sabit bir yükseklikte tutamamasıdır. Sensörün yere zaman zaman yaklaşması nedeniyle verilerde sıçramalar oluşmasıdır. Bu durum yanıltıcı yüksek anomali değerlerin oluşmasına neden olur. Ayrıca yerde bulunan küçük boyutlu, aranan maden ile ilgisi olmayan nesneler (örneğin bir demir veya teneke parçası) yürüyerek yapılan etütlerde yanıltıcı yüksek anomalilere neden olur. İHA ile yapılan etütlerde ise, İHA bilgisayar kontrolü ile topografyaya göre hep sabit yükseklikte uçmaya zorlanması nedeniyle, sensörün yere yaklaşarak yüksek değerler ölçmesini engeller.  İHA ile yapılan ölçümlerde, yerden en az 10 m. yüksekte gözlemler yapılması nedeniyle yeryüzünde bulunan küçük boyutlu manyetik nesnelerin etkilerinden uzak kalınır ve bu nesneler nedeniyle yanıltıcı veri sıçramaları gözlenmez.

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERİN AVANTAJLARI

  • İHA ile her türlü zorlu topografya koşullarında tehlikesiz bir şekilde ölçümler yapılabilir.
  • Yerden yapılan etütlerde gözlenen her türlü anomali (küçük boyutlu nesnelerin, örneğin yerde bulunan bir çivinin neden olacağı yüksek anomaliler hariç), İHA ile havadan yapılan etütlerde, ölçüm yüksekliğine bağlı olarak biraz yumuşamış (şiddeti azalmış) olarak gözlenir.  Yükseklik arttıkça, anomali şiddeti azalır.

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERİN AVANTAJLARI

  • Magarrow : Yerden yapılan etütlere göre 1/3-1/4 oranında daha ucuzdur
  • Magarrow : Şu anda tüm dünyada bulunabilecek en başarılı İHA Manyetometresidir.
  • Magarrow : Çok çok düşük gürültü içeren, yüksek kaliteli hava kökenli manyetik veri üretir.
  • Magarrow : Yerden yapılan manyetik etütlere göre daha tehlikesiz ve hızlı etüt yapılmasını sağlar.
  • Magarrow : Uçak veya helikopterle yapılan manyetik etütlere göre uçuş güvenliği açısından çok daha tehlikesizdir.

YERDEN, İHA İLE HAVADAN VE UÇAK VEYA HELİKOPTER İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERİN FİYAT KARŞILAŞTIRILMASI

Yerden MagMagarrowHavadan Mag
MobilizasyonOrtaDüşükYüksek
Standby ücretiDüşükDüşükYüksek
Hava Şartlarına ToleransOrtaYüksekDüşük
Günlük Etüt Miktarı (km)10-13100 km’ye kadar1000 km’ye kadar
Km başına ücretiYüksekDüşükDüşük
Uygun olduğu çalışma büyüklüğü100 km’den az etütler0 – 5000 km arası etütler5000 km’den daha büyük etütler

İHA İLE HAVADAN MAGARROW manyetometresi ile yapılan manyetik etütler 1-5000 km arası etütler için FİYAT, GÜVENLİK ve VERİMLİLİK olarak en iyi SEÇENEKTİR.

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERDE DİKKAT EDİLEN KONULAR

  • Uçuş yüksekliği, çalışılacak sahanın topografik değişimleri ve vejetasyon yükseklikleri göz önüne alınarak genellikle 20-50m. arasında tutulmaktadır.
  • Baz istasyonu manyetometresi olarak günlük manyetik alanı ± 0.01 nT hassasiyette ölçecek ve en az 2Hz veri ölçme hızı olan bir proton manyetometresi kullanılmaktadır. Yer istasyonu manyetometresi, uçuş bölgesine yakın insan yapımı etkilerden uzak, düşük manyetik gradyana sahip bir bölgede konumlandırılmaktadır.
  • Manyetik fırtına sırasında veya yer istasyonu manyetik kayıtları 2 dakikalık bir sürede 3nT’den veya 5 dakikalık bir sürede 5nT’den fazla bir kayma gösteriyorsa, tüm uçuşlar manyetik aktivite normale dönene kadar durdurulmaktadır.
  • Baz ve havadan manyetik verilerin kalite kontrolü, kalite kontrol parametreleri uluslararası standartlara göre belirlenmiş değerlere göre yapılmaktadır. Toplanan veriler üzerinde aşağıdaki ön işlemler uygulanmaktadır.
  • Günlük düzeltme.
  • Düğüm hattı dengelemesi.
  • Mikro-dengeleme.
  • IGRF düzeltmesi

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERDE ELDE EDİLEN VERİLER ÜZERİNDE UYGULANAN PROSES İŞLEMLERİ

  • BULUCU veya Magarrow ve GEM-19 (baz) verilerinin kalite kontrol işlemleri (kendi geliştirdiğimiz programlar ile)
  • Havadan manyetik verilerinin gözle takibi ve varsa veri sıçramalarının temizlenmesi
  • Günlük değişim dosyalarının incelenmesi ve varsa veri sıçramalarının temizlenmesi
  • Havadan manyetik verilerinin günlük manyetik değişimlere göre düzeltilmesi (kendi geliştirdiğimiz programlar ile)
  • Havadan manyetik verilerinin hatlara ayrılması, hatların isimlendirilmesi ve hatlar dışında kalan verilerin temizlenmesi (kendi geliştirdiğimiz programlar ile)
  • Elde edilen son verinin (Toplam manyetik şiddet) Geosoft veritabanına aktarılması
  • IGRF hesaplarının yapılması ve manyetik anomali değerlerinden çıkarılarak residual değerlerin elde edilmesi
  • Verileri gridlenmesi
  • Hat seviyelerinin ayarlanması (Line levelling)
  • Mikro seviyeleme (Micro-levelling)
  • Son veriye 9×9 evrişim (Convolution) süzgeci uygulanarak yapay çizgiselliklerin temizlenmesi
  • Değişik süzgeçler uygulanarak (yorumlamaya yardımcı olacak etkilerin güçlendirilmesi), haritaların hazırlanması.

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERDE ELDE EDİLEN VERİLER ÜZERİNDE UYGULANAN PROSES İŞLEMLERİ

  • Havadan toplanan manyetik verilerin hazırlanması işleminden sonra mekan ve dalga-sayısı ortamı sayısal süzgeçlerle değerlendirmesi yapılmaktadır. Sunulacak raporda veriye uygulanan her yöntemin fiziksel anlamı, süzgeçlenen veri için yapılan yorum ve varılan karar detaylı bir biçimde anlatılmaktadır. Değerlendirme aşamasını geçen manyetik veriye aşağıda belirtilen sayısal süzgeçler/yöntemler uygulanmaktadır.
  • Veriden bölgesel trendin uzaklaştırılması.
  • Yerel manyetik verinin hesaplanması.
  • Dalga-sayısı ortamı alçak ve/veya yüksek geçişli süzgeçler (süzgeç katsayıları ölçülecek manyetik verinin durumuna göre belirlenecektir.)
  • Farklı yükseklik/derinlik seviyeleri için aşağı ve yukarı analitik uzanımlar
  • Birinci ve ikinci mertebe türevler (x,y ve düşey (z) yönlü).
  • Birinci mertebe düşey türevin sıfır konturu haritası.
  • Toplam yatay türev.
  • 3B Analitik sinyal genliği.
  • Eğim açısı
  • Eğim açısının sıfır konturu haritası
  • Tüm adımlarda hesaplanan verinin; profil için veri (data) dosyalan, alan için grid dosyalan ve histogram dengelenmiş görüntü haritalan ayrı ayrı teslim edilmektedir.

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERDEN ELDE EDİLEN VERİLERLE HAZIRLANAN

HARİTALARDAN BAZI ÖRNEKLER

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERDEN ELDE EDİLEN VERİLERLE HAZIRLANAN

HARİTALARDAN BAZI ÖRNEKLER

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERDEN ELDE EDİLEN VERİLERLE HAZIRLANAN

HARİTALARDAN BAZI ÖRNEKLER

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERDE ELDE EDİLEN VERİLER ÜZERİNE EULER DEKONVOLÜSYON UYGULANMASI

  • Manyetik verilerine derinlik çözümleri üreten Konumlandırılmış (Located) Euler dekonvolüsyon tekniği uygulanarak, manyetik anomalilere neden olan yeraltı yapılarının derinlikleri ve konumları belirlenmeye çalışılmaktadır.

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERDE ELDE EDİLEN VERİLER ÜZERİNE

TERS ÇÖZÜM İŞLEMİ UYGULANARAK BLOK MODELLER VE SEVİYE HARİTALARININ ELDE EDİLMESİ

  • Veriler üzerine ZondGM3D programı kullanılarak, ters çözüm işlemi uygulanmakta ve 3B blok modeller hazırlanmaktadır. Yüksek süseptibilite değerinden eş-yüzey (iso-surface) geçirilerek, blok modeller elde edilmektedir. Bu blok modellerde eş yüzey eğrileri, en yüksek manyetik süseptibilite değerlerinin bulunduğu yerleri gösterecek şekilde tanımlanmaktadır.

İHA İLE HAVADAN YAPILAN MANYETİK ETÜTLERDEN ELDE EDİLEN VERİLER

ÜZERİNE SONUÇ RAPORU HAZIRLANMASI

  • Aranan cevherleşmenin niteliğine göre, mevcut jeolojik veriler, elde edilen manyetik haritaları ve 3B blok modelleri incelenerek, süreksizlikleri, olası fay – kırık hatlarını ve cevherleşme ile ilgili olabilecek anomalileri gösteren haritalar hazırlanmaktadır. Manyetik etüt sonuçları detaylı bir şekilde yorumlanacak ve önerilerde bulunulmaktadır.