Nejhlubší měření

Náš nový georadar ROTEG stále zdokonalujeme, a s tím příchází i prodloužení maximálního časového záznamu. Ověřit hloubkový dosah není jednoduchá věc. Nejdříve musíme najít lokalitu, kde máme nějaký objekt ve známé hloubce a pak nad ním uděláme měření. V předchozích měřeních nad  Amatérskou jeskyní (90 m) a ve Slovinsku v Postojné (200 m) se podařilo odrazy ztotožnit s dutinami pod zemí. Na Hranické propasti se to také částečně povedlo, ale potvrzeno je to jen do hloubky nad prozkoumanou částí Hranické propasti.

Námi prezentované odrazy od geologických rozhraní v hloubkách kolem 500 m byly velmi ostře napadeny několika geofyziky, že to prý není možné, dosah prý může být na frekvenci 25 MHz jen do 30-40 m, že jsme si to dofiltrovali, a nebo že jde o vzdušné odrazy ze vzdálenosti několika kilometrů od kovových objektů na povrchu. Ty by mělo být snadné najít, ale oni tam v těch odpovídajících vzdálenostech žádné kovové objekty nejsou! Spor došel tak daleko, že nám nebyl otištěn článek o tomto měření v odborém časopise.

Abych obhájil naměřené výsledky, tak jsem připravil měření ve starém vápencovém lomu Malá Dohoda u Ostrova u Macochy. Lom má téměř kolmé stěny a je zapuštěn asi 30 m pod úrovní okolního terénu. Nemohou zde tedy vznikat vzdušné odrazy na dlouhých vzdálenostech, vlna se šíří přímočaře a nelze tedy zachytit odraz od nějakého kovového vedení třeba 1 km daleko.

Časový záznam jsme při měření nastavili na 16.000 ns, to odpovídá hloubce asi 1000 m ve vápencích. Pro měření zde byly optimální podmínky, antény byly taženy přímo po skalnatém podloží. Profil (délka 190 m) byl veden téměř přes celou délku lomu. Kolmo k tomuto profilu byl u konce profilu měřen ještě jeden v délce 28 m. Antény 25 MHz, vysílač s pulzem 20 kV, jednotlivá měření po 10 cm, 57.260 vzorků, v každém měření jsme průměrovali 10 pulzů, abychom potlačili silné rušení z blízkého radiového vysílače Kojál, který byl vzdálen 4,8 km a vysílá na frekvencích 87-778 Mhz s celkovým výkonem kolem 600 kW. Asi 1 km daleko od tohoto místa je známý geologický profil, se kterým můžeme měření porovnat. Zde je výsledný radarogram a níže je porovnání s geologickým profilem, který vychází z hloubkových vrtů HV101 a HV102, které lze dohledat v archivu.

Vzdušné odrazy od stěn lomu by se mohly teoreticky vyskytovat do času kolem 200 ns, žádné tam ale nejsou vidět. Pokud se nějaké odrazily, tak zmizely do prostoru nad lomem a nevrátily se k přijímací anténě. Ve vzdálenosti 320 m od středu profilu je východně od lomu nadzemní vedení VN. To by mělo vytvářet dlouhý přímkový odraz přes celý radarogram se středem kolem 2130 ns uprostřed radarogramu. Ani ten zde není patrný. Radarogram tedy není ovlivněn vzdušnými odrazy od kovových objektů  i v několika kilometrové vzdálenosti od lomu.

Co tedy na radarogramu vše vidíme? Silné odrazy do hloubky asi 300 m jsou převážně od krasových dutin. Téměř rovné rozhraní na hloubce 475 m je nad jiným typem vápence, u kterého jsou patrné horizontální struktury až do hloubky kolem 780 m, kde by pak měly následovat vrstvy pískovců, slepenců a drob. Pod nimi je už jen brněnský granitoidní masiv (žula), to je patrně to více zvlněné rozhraní na hloubce kolem 860 m.

Naměřená rozhraní na radarogramu se velmi nápadně shodují s vrstvami na geologickém profilu i co do struktury odrazů pro dané typy hornin a zvlněným rozhraním pod hloubkou 750 m. Pro stupnici hloubky jsme zvolili tabulkovou hodnotu rychlosti vlny pro vápence 0,12 m/ns, tato hodnota je ve shodě s měřeními známých dutin v okolí lomu (např. Amatérská nebo Holštejnská jeskyně). Námi naměřené hloubky rozhraní jsou asi o 20 % vyšší než udává geologický profil. Ten je ovšem asi 1 km daleko a vychází i ze seismických měření, kde se rychlost seismické vlny také dosazovala.

Zde je vlevo ještě kolmý profil a vpravo je detail dutin do hloubky 300 m z prvého radarogramu. Dutiny do větší hloubky již nezasahují.

Radarogramy do hloubky nad 200 m na internetu patrně nenajdete, kromě těch v ledu, ale to je něco jiného než měření v horninách.

Chápu, že tyto výsledky vzbudí řadu protichůdných reakcí. Mohu dát k dispozici naměřená data, abyste se mohli přesvědčit, že tam není nic uměle přidáno. Použil jsem jen zesílení, vyhlazení a odfiltrování frekvencí z Kojálu. Měření s vámi mohu kdykoliv zopakovat nebo můžeme proměřit jiný známý geologický profil.

S podněty a dotazy pište a volejte, budeme jen rádi.

Opět jsem podcenil hloubkový dosah ROTEGu, příště to již můžeme nastavit až do 128.000 ns, to je asi do hloubky 7,5 km. Nevím jestli tam ještě nějaké odrazy budou, ale budeme se snažit je zachytit. Je ještě několik možností, jak hloubkový dosah několikanásobně zvýšit a pracujeme na tom i při omezených finančních možnostech.

Dodatek 12/2020.

Naměřená data jsme nově zpracovali ještě v našem programu Spirio. Jsou upraveny barevné stupnice a pro první obrázek jsou frekvence omezeny do 6 MHz.

Detail do hloubky 320 m s frekvencemi do 80 MHz. Svislá trhlina na vzdálenosti 30 m, dlouhá dutina na hloubce 80 m, na hloubce 105 m patrně rozhraní dvou typů vápenců, ten níže bude více vodou rozpustný, je v něm hodně dutin - to jsou ty velmi kontrastní červenomodré odrazy.

Pohled do hloubky 140 m s frekvencemi 5-80 MHz. Vpravo záznam vlny na pozici kříže a pod vlnou použitá barevná stupnice pro hodnoty vlny. Tím, že jsme odřízli nízké frekvence, se objevilo více podrobností a např. vlevo je lépe vidět struktura trhliny na vzdálenosti kolem 30 m. Táhlý odraz přibližně ve středu radarogramu bude dutina v délce 50-60 m. Klikněte na obrázek pro zvětšení.

Pokud použijeme jinou barevnou stupnici pro zobrazení odražené vlny, můžeme zvýraznit odrazy od většiny dutin.

Článek o tomto měření publikovaný pro vědeckou komunitu na ResearchGate dosáhl dne 2.7.23 již 300 čtenářů.