Manyetotellürik, tellürik akımlar, Jeofizikte kullanımı

1. TELLÜRİK AKIMLAR
VE
MANYETOTELLÜRİK
YÖNTEM
Beran Gürleme - 2011
Kocaeli Üniversitesi

2. Tellürik Akımlar:
İnsan yapısı sistemlerden oluşan elektrik akımları
ile yerküre içinde akan doğal elektrik akımlarından
oluşur.
Yer içinde oluşan akımların kaynağı yer manyetik
alanı, güneşteki patlamalar, elektrokimyasal
etkinlikler, atmosferdeki elektrik yükü, iyonosfer
koşulları gibi doğal olaylardır.
Tellürik akım grafiklerine tellurogram denir.

3. Grafik 1. Değişik etkilerini, gösteren bir telurogramın genel görünümü
(Kunetz, 1965)

4. Tellürik akımlar, yer kabuğunun üst kısımlarında
sürekli olarak dolanırlar.
Oldukça düşük frekanslı elektrik akımları olup,
yerkürenin yüzeyine yakın yada oldukça derinlerde
doğal olarak oluşur.

5. Şekil 1. Tellürik akımların nedeni, iyonosfer ve güneş rüzgarları arasındaki
etkileşim sonucu yer manyetik alanında oluşan değişimlerdir.

6. Tellürik akımlar ölçülebilir. Normalleştirildikten
sonra akımın yönü ve araştırma alanının iletkenliği
hakkında bilgiler sağlar.
Tellürik akımlar olarak tanımlanan yerküredeki
doğal elektrik akımlar ilk kez Peter Barlow (1847)
saptanmıştır.

7. Şekil 2. Yerküre içindeki elektrik akımları radyosyon ışıması ve iyonosferdeki
akımlar sonucu oluşur.

8. Harita 1. Mercator projeksiyon sisteminde yeryüzündeki tellürik akımların dağılımı
(Gish, 1936)

9. Manyetotellürik Yöntem:
Manyetotellürik ölçümler yerkürenin kabuğu ve
üst mantosunu araştırmak için yer manyetik
alanındaki doğal değişimleri kullanır.
Dönemsel ve geçici salınımlar güneşten güneş
rüzgarlarıyla ışıyan parçacıklarla oluşan yer
manyetik alanındaki günlük (gündüz saatlerinde
açılan ve gece kapanan) değişimlerle ilişkilidir.
Güneşte oluşan güneş rüzgarları yer manyetik
alanının biçimini güçlü bir şekilde etkiler.

10. Kutup ışıkları Kutup bölgelerinde gökyüzünde
görülen, dünyanın manyetik alanı ile Güneş'ten
gelen yüklü parçacıkların etkileşimi sonucu ortaya
çıkan doğal ışımalardır.
Yer manyetik alanında görülen değişimler genelde
kutup ışıkları olarak görülür.
Auroranın esas enerji kaynağı Dünya`dan geçen
güneş fırtınalarıdır.
Manyetosfer ve güneş rüzgarı elektriği ileten
plazmadan (iyonlaşmış gaz) meydana gelmektedir

11. Resim 1. Oksijen emisyonları : Yeşil veya kahverengimsi kırmızı, yutulan enerjinin
miktarına bağlı olarak.

12. Resim 2. Nitrojen emisyonları: Mavi veya Mor. Mavi, eğer atom iyonize olduktan sonra tekrar
elektron kazanırsa. Mor, eğer yüksek enerji seviyesinden temel seviyeye geri dönüyorsa.

13. 10-105 Hz frekans aralığındaki hızlı değişimler
duyulur frekanstaki manyetotellürik yöntem olarak
adlandırılır.
Duyulur frekanstaki yıldırım, şimşek ve ıslık gibi
olaylar ancak 2 km ‘ye kadar derinliklerden bilgi
toplama olanağı sağladığından daha çok sığ kabuk
çalışmalarında, jeolojik yapıların ortaya
çıkarılmasında, iletken minerallerin, sıcak yer ve
sıcak suların, petrol yataklarının araştırılmasında
kullanılabilir.

14. Manyetik alandaki ani değişimler elektrik alan
bileşenlerinde de değişime neden olur.
Manyetotellürik Alan birbirlerine dik manyetik
(Hx, Hy, Hz) ve elektrik (Ex, Ey, Ez) alan
bileşenlerinden oluşur.
10-5-105 Hz frekans aralığında yer alan olaylar
0.01 den 30 nT ’ya değin manyetik değişimler yada
0.1-30 mV/km ‘lik elektrik alan değişimi olarak
algılanır.

15. Grafik 2. Lybian çölündeki bir gözlemde kaydedilen manyetik ve elektrik yatay alan
bileşenlerindeki kısa-periyot elektromanyetik sinyal kaydı (solda), Elektrik ve
manyetik alan değişimlerinin spektrumu (sağ üstte)

16. Manyetotellürik Ölçümler:
Manyetotellürik ölçümler, zaman değişimli,
birbirine dik elektrik ve manyetik alan bileşenlerinin
ayni anda, ayni yerde algılanmasını öngörür.
Elektrik ölçümler için iki ucundan yere
topraklı yaklaşık 300 m boyunda yalıtılmış uzun bir
tel, manyetik alan ölçümleri için ise
manyetikleşmesi iyi birbirinin üzerine sarılmış
yaklaşık bir metre boyunda yatay bir sargı
kullanılır.

17. Manyetik alan ölçümleri için 0.01 nT ölçü
duyarlılığında ölçü alınabilen optik pompalama,
fluxgate ve proton manyetometreleri kullanılır.
Elektrik alan ölçümlerinde istenen ölçü duyarlılığı
100 μV/km civarındadır.
Birbirine dik algılanan elektrik-manyetik alan
mutlak genlikleri Cagniard bağıntısına göre görünür
özdirenç değeri periyodun değişkeni olarak yazılır.

18. Grafik 3. Elektromanyetik dalgalar frekansla ters orantılı olarak yer
içine etki ederler (Unsworth, 2002)

19. Grafik 4. Uzun periyotlu elektromanyetik dalgalar yer içine kısa periyotlu
elektromanyetik dalgalara göre daha derine etki ederler.

20. Grafik 5. Manyetotellürik Sondaj Görünür Özdirenç Kesiti

21. Grafik 6. Manyetotellürik Sondaj Görünür Özdirenç Kesiti Ters Çözüm Sonucu

22. Grafik 7. Manyetotellürik Sondaj Görünür Özdirenç Kesiti Ters Çözüm Sonucu

23. Grafik8. Manyetotellürik Sondaj Görünür Özdirenç Kesiti Ters Çözüm Sonucu

24. Kaynaklar
Altun Y., 1990, Lahanos bakır-çinko yatağında yapılan arama ve değerlendirme çalıșmaları, Demir Export A.Ș., șirket
için raporu, pp:8.
Bașokur A.T. 1994a. Definitions of apparent resistivity for the presentation of magnetotelluric sounding data.
Geophysical Prospecting. Vol. 42, p.
141-149.
Bașokur A.T. 1994b. Reply to Comment on ‘ Definitions of apparent resistivity for the presentation of magnetotelluric
sounding data ‘ by L.Szarka. Geophysical Prospecting. Vol. 42, p. 989-992.
Bașokur, A. T., Kaya, C. and Ulugergerli, E. U. 1997a. Direct interpretation of magnetotelluric sounding data based on
the frequency-normalized impedance. Geophysical Prospecting. Vol. 43, p. 17-34.
Bașokur A.T., Rasmussen, T.M., Kaya, C., Altun, Y., Aktas, K. 1997b. Comparison of induced polarization and
controlled source audio-magnetotellurics methods for the massive chalcopyrite exploration in volcanic area.
Geophysics. Vol. 62, p. 1087-1096.
Bașokur, A. T., 1999a, Properties of the magnetotelluric frequency-normalised impedance function over a layered
medium. Journal of the Balkan Geophysical Society, 2, 63-74.
Bașokur, A. T. 1999b, Automated 1-D interpretation of resistivity soundings by simultaneous use of the direct method
and iterative methods, Geophysical Prospecting , 47, 149-177.
Bașokur, A. T., 2003, Maden aramalarında elektrik ve elektromanyetik yöntemler, E-kitap
(htpp://geop.eng.ankara.edu.tr), 40 sayfa.
Bașokur, A. T. and Candansayar, M. E. 2003. Enhacing VLF data for qualitative interpretation: An example of
massive chalcopyrite exploration. Leading Edge. Vol. 22, p. 568-570.
Bostick F.X.Jr., 1977. A simple almost exact method of MT analysis, Appendix to workshop Report on Electrical
Methods in Geothermal Exploration, Department of Geo. and Geophy. Univ. of UTAH, pp:174-183.
Cagniard L. 1953. Basic theory of magnetotelluric of geophysical prospecting, Geophysics. Vol.18, p. 605-635.