İng. Electrical Resistivity Method

Bu yöntem yer altındaki elektrik özdirenç farklılıklarının tespitine dayanır. Suyun donma noktası civarında, zayıf elektrolitik iletim nedeniyle ani ve yüksek elektrik özdirenç değişimi meydana gelir. Bu durum, elektrik yöntemlerle kolayca tespit edilebilecek anomali oluşturur ve bu nedenle elektrik özdirenç yöntemi kutup çalışmalarında en fazla kullanılan yöntem konumundadır. ^{1, 2, 3, 4} Yöntem özellikle donmuş zeminlerin görüntülenmesi ve bu yapıların bir zaman periyodu boyunca izlenmesinde oldukça başarılıdır.

Bu yöntemin kabul görmüş ilk uygulamaları dört elektrot sistemi ile gerçekleştirilmiştir⁵. Bu sistemde, iki elektrotla yere akım verilirken, bu akımın yer altında oluşturduğu potansiyel fark diğer iki elektrotla ölçülür (Şekil 1). Ölçülen potansiyel fark değeri, yere verilen akımın gücü ve elektrotlar arası mesafeler kullanılarak görünür özdirenç parametresi hesaplanır. Elde edilen görünür özdirenç değerleri, bilgisayar yazılımları yardımıyla değerlendirilerek yer altına ait elektrik özdirenç dağılımı elde edilir.

Dört elektrotlu sistemde, akım ve potansiyel elektrotlarının serim üzerindeki sıraları, konumları ve elektrotlar arası mesafelere göre elektrot dizilimleri geliştirilmiştir. Bu dizilimlerin en fazla kullanılanları Wenner, Schlumberger ve Dipol-Dipol’ dür.⁶ Yöntemin çalışma prensibi gereği, yöntem ile görüntülenebilecek en fazla derinlik, ölçüm için oluşturulan serim boyunun yaklaşık 1/5-1/6’ sı kadardır.

Teknolojik gelişmelerle beraber dört elektrotlu sistem yerini çok elektrotlu (multi-electrode) sistemlere bırakmıştır (Şekil 2a). Bu yeni sistemlerde yere dörtten fazla elektrot çakılır (örneğin 64 elektrot) ve ölçümler sırayla her bir dörtlü için gerçekleştirilir. Böylelikle daha az iş gücüyle daha fazla veri elde edilmektedir. Özellikle, gelişen veri toplama sistemleri sayesinde toplanan 2 boyutlu veriler, tomografik yaklaşım ile değerlendirilerek güvenilir, yanal ve düşey ayrımlılığı yüksek yeraltı kesitleri elde edilebilir. Belirli bir çalışma alanında toplanan uygun sayıda 2B’ lu veriden elde edilen tomografik kesitler, birleştirilerek farklı uzaysal konumlarda (kat haritaları vb.) 2.5B’ lu kesitler oluşturulabilir.

Kutup bölgelerinde gerçekleştirilen saha çalışmalarında yüksek özdirenç değerlerinin buzca zengin ya da donmuş birimleri, masif kayaç blokları ya da ana kayayı temsil ettiği; göreceli düşük özdirençli değerlerin ise buzca fakir birimleri, buz-su karışımlarını, suya doygun birimleri ya da organik maddece zengin birimleri temsil ettiği görülmüştür (Şekil 2b). Ancak unutulmamalıdır ki, kutup ortamlarında yer altı elektrik özdirenç dağılımı; birimlerin tane boyutu, taneler arasındaki gözenek boyutu ve dağılımı, su ve/veya buz içeriği, doygunluk derecesi, su tuzluluğu ve sıcaklığa bağlı olarak değişebilir. Dolayısıyla her veri seti, toplandığı alanın genel jeolojisi ve saha koşulları göz önünde yorumlanmalıdır.⁷

Şekil 1. Elektrik özdirenç yönteminde dört elektrot sistemi ⁸

Şekil 2. (a) Ülkemiz bilim insanları tarafından Ocak 2022’ de Barton Yarımadası (Antarktika)’ nda bir permafrost alanında gerçekleştirilen çok elektrotlu elektrik özdirenç tomografisi çalışmalarından bir görüntü, (b) toplanan verilerden elde edilen 2 boyutlu yeraltı kesitlerinden bir örnek