Tykke leirlag hindrer gjennomtrengning med georadar Bruk av georadar på en anleggsplass i Oslo. Foto: Halfdan Carstens

Tykke leirlag hindrer gjennomtrengning med georadar

Digital Geologi sitt svar på NGUs artikkel om dybderekkevidde for georadar (GPR) i leirmasser tyder på at det fortsatt er noen misforståelser i denne saken.

Først og fremst vil Norges geologiske undersøkelse (NGU) gi honnør til Digital Geologi (DG) DG for at de introduserer 3D (4D) geologisk modellering ved undersøkelser på land. Dette er et godt bidrag til å utvikle også geofysiske kartleggingsmetoder.

NGU vil videre beklage dersom vår artikkel på geo365.no (publisert 03.04.2020) og i GEO 03/2020 («Digital geologi med gale påstander») oppfattes som et angrep på DGs arbeid med å lage digitale geologiske modeller. NGUs engasjement består i å rydde opp i mulige misforståelser knyttet til bruk av geofysikk for kartlegging og karakterisering av leire.

I sitt svar til NGU (geo365.no: «NGU på ville veier», 23.04.2020) etterlyser DG hvilken frekvens som vi vurderer penetrasjonen for og permittiviteten i de angitte massene.

I vår artikkel (geo365.no 03.04.2020, GEO 03/2020) er frekvensen oppgitt til 100 MHz, og alle permittivitetsverdier for de omtalte massetypene er angitt. NGU velger imidlertid å benytte det mer norske ordet relativ dielektrisitetskonstant i stedet for permittivitet.

I vår figur i artikkelen, som viser skinndypet, illustreres dette ved skråstilte rektangler, der sidene representerer aktuelle intervaller for elektrisk ledningsevne (resistivitet) og relativ dielektrisitetskonstant. NGU vil presisere at vi vurderer penetrasjonsdybden og ikke oppløsningen til GPR. Oppløsning sier noe om hvor tynne lag det er mulig å avdekke, mens penetrasjon angir hvor dypt en kan se.

DG påpeker at det teoretiske skinndypet er avhengig av EM-bølgenes frekvens. Det er det enighet om. Formelen NGU oppga for skinndypet for georadarfrekvenser er forenklet, men ikke overforenklet. Formelen gjelder for de aktuelle frekvensene for radar benyttet til geologisk kartlegging (50 – 200 MHz), og NGU angir hvordan formelen skal benyttes.

Å overprøve lærebokforfattere kan noen ganger være fornuftig, men i denne sammenhengen har nok forfatteren rett (Reynolds 2011).

Som NGU sier i sin artikkel, er det flere egenskaper ved en avsetning som påvirker den elektriske ledningsevnen (resistiviteten): porøsitet, vanninnhold, porevannets ledningsevne og andre mer ledende mineraler, og det er ikke vilkårlig hvordan porene opptrer.

I NGUs analyser benyttes imidlertid empiriske data for formasjonens resistivitet målt på/i avsetninger, og da har de indre strukturene mindre betydning.

DG presenterer en tabell i sitt svar til NGU der det teoretiske skinndypet oppgis.

De frekvensene som listes (1 Hz, 1 kHz og 1Mhz) er lite relevante i denne diskusjonen, da vanlige frekvenser for GPR ved geologisk kartlegging typisk er 50 – 200 MHz. DG benyttet, etter det vi kjenner til, antenner med 80 MHz senterfrekvens. Tabellen inneholder heller ikke data for de aktuelle massetypene som diskuteres, som marin leire, utvasket marin leire og morene.

DG påpeker at de aldri har hevdet å kunne se gjennom hundre meter med leire eller morene. Dette er riktig, men i deres opprinnelige modellskisse (GEO 01/2020: «Lanserer ny hypotese om kvikkleireskred») står det at flatene Topp berggrunn, Topp morene land, Topp marine land, Topp ikke marin og Havoverflaten er kartlagt i GPR-datasettet over land.

Hvis DG i sin modell mener at dette er eksempler på flater som kan sees hver for seg, kan nok det være riktig. Men, dersom disse flatene følger under hverandre som vist på modellen, vil det være fysisk umulig å se gjennom marine avsetninger med mindre de har en tykkelse på et fåtalls desimeter.

Det vil heller ikke være mulig å se gjennom tykke morenelag og ned til fjell. Når en da vet at løsmassemektigheten i nedre deler av Orkdalen kan være opp mot 270 meter, blir det umulig å kartlegge dyp til fjell sentralt i dalføret med GPR. Kun i dalsidene med lite løsmasser vil dette være mulig.

Det som imidlertid er mulig, er å se strukturer i det DG benevner «Ikke marine», fluviale og glasifluviale sand- og grusavsetninger. Det er også mulig å se grunnvannsspeilet i disse massene.

NGU har ikke sagt at DGs tolkinger av geologien ved Fannrem er feil. Vi har imidlertid antydet at den nedre del av georadarprofilet sannsynligvis er forsterket støy.

NGU forstår ikke hvordan DG med sikkerhet kan påstå at det er morene rett under de deltaiske avsetningene ved Fannrem, all den tid den geofysiske metoden de benytter ikke kartlegger noen materialparametere og heller ikke viser vesentlig penetrasjon ned i massene.

Selv om lagene rett under deltaet skulle vise seg å være morene, er det faglig urimelig å hevde at resten av dalfyllingen på 240 m også består av morene uten bruk av annen type geofysikk eller dype boringer. NGU viste i sin opprinnelige artikkel hvordan andre geofysiske metoder kan kartlegge og karakterisere bl.a. leirmasser.

DG etterlyser en dialog med NGU for å kunne bruke tiden på konstruktiv faglig diskusjon. NGU tok kontakt med DG rett etter at deres artikkel kom på trykk i januar i år (GEO 01/2020).

NGU fikk da de opplysninger vi ba om i første omgang, men på oppfølgende og avklarende spørsmål har vi imidlertid ikke fått svar.

Hovedpoenget i NGUs artikkel var at GPR ikke fungerer for kartlegging og karakterisering av intakte marine og utvaskede leiravsetninger.

NGU ser ingen grunn til å fortsette denne diskusjonen i dette forumet, men ser gjerne at DG bidrar med sine måledata til nasjonale databaser slik at de kan brukes i andre sammenhenger, som for eksempel kvartærgeologisk kartlegging.

Jan Steinar Rønning1, Inger-Lise Solberg2 og Louise Hansen3

  • Senior geofysiker, Norges geologiske undersøkelse (NGU) og Førsteamanuensis II Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, NTNU
  • Senior skredforsker, NGU og timelærer NTNU
  • Senior kvartærgeolog, NGU

Referanse

Reynolds, J. M. 2011: An Introduction to Applied and Environmental Geophysics. Wiley & Sons, West Sussex, UK (2nd Edition).

X