Gode resultater med rimelig seismikk Martin Landrø med den strømdrevne kilden. Legg merke til membranen som ser ut som en høyttalermembran, det er den som skaper et hulrom, eller kavitet, som kollapser i vannet og skaper seismiske bølger som kan fanges opp. De to svarte kassene bak inneholder batteri og lyttekabel. Foto: Terje Solbakk

Gode resultater med rimelig seismikk

Med bruk av elektrisk kilde har NTNU tatt i bruk et kompakt innsamlingssett for seismikk i undervisningen.

I faget ‘Marin akustikk’ ved NTNU tar kursleder Martin Landrø studentene med på tokt for å samle inn seismiske data i fjorden rett utenfor Trondheim sentrum. Landrø er professor ved Institutt for elektroniske systemer.

Å være med seismikkselskapene ut på skipene for å samle inn slike data tar for lang tid, gjerne ukesvis, og er derfor uaktuelt. Men ved hjelp av prosjektpenger fra PETROMAKS-finansierte GAMES, kunne Landrø i stedet kjøpe inn en billig, seismisk kilde til bruk i faget.

Til sammen gikk det med ca. én million kroner fordelt på kilde, lyttekabel, innsamlingssystem og batteri.

– Det er faktisk veldig billig, og alt utstyret får plass i en varebil, sier Landrø.

Og han kan bestemme seg nærmest på dagen for å dra ut og samle inn slike data. Det tar bare en time å få utstyret rigget, koblet opp og lagt i sjøen. Bare to personer trengs for å bære kilden, og en seismisk linje kan samles inn på en times tid.

Dybdekart over området, hvor strekket (rød linje) viser hvor båten Gunnerus samlet inn seismikklinjen som er vist under. Kartgrunnlag: norgeskart.no

Ettersom lydkilden er elektrisk og ikke en stor luftkanon, genereres heller ikke støy som påvirker dyrelivet i nevneverdig grad. Signalstyrken går riktignok ned sammenliknet med en luftkanon, men metoden gir likevel en god avbildning av undergrunnen ned til minst hundre meter fra vannflaten. Det betyr at metoden kan fungere for områdeundersøkelser, såkalte site-surveys, i grunnere farvann.

Seismikkoppsettet er altså et nyttig verktøy som kan benyttes til å undersøke grunnforhold i forbindelse med bygging på sjøbunnen, også i ferskvann. Slepet bak båten måler ca. 50 meter, en robåt kan faktisk gjøre tauejobben.

Erling Siggerud fra Digital Geologi AS har sammen med Landrø prøvd ut oppsettet med godt resultat i Orkdalsfjorden. Her ble teknologien testet under kartlegging av grunnforholdene i forbindelse med planlegging av nytt kaianlegg i Orkanger for Trondheim havn.

Det øverste bildet viser utolket seismisk linje (annenhver trase, stakket 4 ganger (16 traser) filter: 40-50-900-1000 Hz). På det nederste bildet er hovedreflektorene tolket. Her ser vi at havbunnen ligger på 30 til 75 meters vanndyp, mens fast fjell/hardpakket morene ligger om lag 40- 50 meter under havbunnen igjen. Linja er ca. to km lang. Y-skalaen viser millisekunder. Martin Landrø og studentene har regnet om til meter. Tolkningen viser en sedimentpakke av ca. 40-50 meters tykkelse, trolig bestående av finkornede kvartære løsmasser, over refleksjoner som kan tolkes som fast fjell, eller muligens en blokkrik morene mot venstre på snittet.

Ideen fikk professoren fra et Exxon-foredrag på en konferanse arrangert av Society of Economic Geologists for et par år siden. Exxon hadde, i tillegg til de store luftkanonene, lagt en slik strømdrevet kilde fremst på lyttekabelen (streameren). Signalene fra den bakre, lille kilden ga overraskende gode resultater.

Signalet dannes når kilden, som ser ut som en høyttalermembran, senkes ned i vann og får en puls med strøm. Da «gynger» membranen hurtig opp og ned, slik at det dannes en kavitet (et hulrom) i vannsøyla over membranen. Når dette hulrommet kollapser, dannes det seismiske bølger som går gjennom vannet og inn i de underliggende sedimentene.

– Oppsettet har en begrensning på opptil fem skudd per sekund. Vi ønsker å skyte så ofte fordi svake signaler krever at vi må summere mange skudd for å oppnå gode data med et godt signal til støyforhold. Konvensjonell seismikk bruker en skytetakt på mellom fem og ti sekunder, men da er hensikten å se mye dypere (2-15 km), og da må en bruke lenger tid mellom hvert skudd, sier Landrø.

Kompakt og relativt lett utstyr tillater at feltarbeidet kan gjøres nær campus. I kurset gjøres seismikkinnsamlingen mellom Brattøra og Munkholmen i Trondheimsfjorden. Seilende over 30 til 75 meters vanndyp fikk studentene en dag i januar i år være med og samle inn flere 2D-seismikklinjer med båten Gunnerus tilhørende NTNU.

Berggrunnskartet fra www.ngu.no viser at berggrunnen mest sannsynlig er omdannet putelava (grønnstein) eller dypbergarten trondhjemitt, begge er del av det ordoviciske Trondheimsdekkekomplekset og begge finner vi på land rundt byen.

X