İng. Electromagnetic Methods
Elektromanyetik (EM) yöntemler, yer altındaki iletkenlik değişimlerini elektromanyetik dalgalar kullanarak belirlemeye çalışan yöntemlerdir. Çalışılan ortamlarda, zemin ile doğrudan bir kontağa ihtiyaç duyulmaması nedeniyle hızlı ve az iş gücü ile uygulanabilir. Ayrıca bu özelliği geniş alanların havadan yapılacak ölçümlerle (drone, helikopter vb. araçlar ile) taranmasını da mümkün kılar1, 2. Dolayısıyla, kutuplar gibi lojistiğin zor olduğu ve geniş alanların taranması gereken problemlerde tercih edilmesine neden olmaktadır. 2, 3, 4
EM yöntemler kullandıkları kaynağa göre pasif ve aktif EM olarak; kayıt ortamına göre frekans ortamı EM (FEM) ve zaman ortamı EM (TEM) olarak, çalışmanın yapıldığı ortama göre ise karadan, havadan ve denizden EM yöntemler olarak gruplandırılır.
Pasif EM’ de yer küredeki doğal ve zamanla değişkenlik gösteren EM alanlar ve dalgaları (< 100 Hz) kullanılır. Magnetotellürik (MT) ve AFMAG (Audio Frequency Magnetics) yöntemler bu sınıftaki yöntemler olup, MT yöntemi literatürde en fazla kullanılan EM yöntemlerdendir. Kutuplar özelinde ise derin araştırmalar gerektiren buzul altı havzaların araştırılmasında 5, 6 veya kabuk ve manto araştırmalarında (örneğin 7, 8) kullanılmaktadır.
Aktif EM yöntemlerde ise yapay bir kaynakta oluşturulan elektromanyetik alan ve dalgalar veya konumları bilinen ve genellikle askeri amaçlı konumlandırılmış radyo vericilerindeki radyo sinyalleri (15-30 kHz) kullanılmaktadır9. Pasif EM yöntemleri kullandıkları nispeten düşük frekans bandı nedeniyle çoğunlukla yer kürenin derin bilinmezlikleri (çoğunlukla birkaç yüz metreden, kilometre mertebesine kadar) ile ilgilenirken, aktif EM çalışmaları göreceli daha sığ derinliklerdeki yakın yüzey problemlerin çözümlerini hedefler.
Aktif EM çalışmalarında bir kaynak ve bir alıcı bobini kullanılmaktadır. Kaynak bobinle oluşturulan elektromanyetik alana birincil alan ismi verilir. Birincil alan, yer altındaki yayılımı sırasında iletken cisimleri indükler ve Eddy akımlarının ve buna bağlı olarak ikincil bir elektromanyetik alanın oluşmasını sağlar. Alıcı bobinde hem birincil hem de ikincil alan kaydedilebilir ve bu kayıtlardan yer altındaki iletkenlik değişimi belirlenir (Şekil 1a). Pasif EM çalışmalarında ise sadece alıcı bobin ya da elektrotlar kartezyen koordinat düzleminde (x, y, z) elektrik ve manyetik alan bileşenleri kaydedilmektedir (Şekil 1b).
EM ölçümleri frekans ortamı EM (FEM) ve zaman ortamı EM (TEM, Transient EM) olarak iki şekilde yapılabilir. FEM ölçümlerinde kaynak bobinde belirli bir frekanstaki EM dalgacığı birincil alan oluşturmak için kullanılır, alıcı bobinde ise hem birincil alan hem de kaynakla aynı frekansta oluşan ikincil alan kaydedilir. Her bir frekans için yapılan ölçüm yerin belirli bir derinliğini temsil eder. Dolayısıyla yer altının farklı derinlikteki iletkenlik dağılımının elde edilmesi için ölçümlerin farklı frekans değerleri için tekrarlanması gerekir. Yüksek frekanslı ölçümler yerin sığ derinliklerini, düşük frekanslı ölçümler ise daha derin bölgelerini incelemek için kullanılır.
Kullandıkları frekans ve sahip oldukları teknik özellikler nedeniyle (farklı derinlikleri araştırmak için birden fazla frekans kullanmak gibi) farklı üreticilerin ürettikleri ve literatürde EM-31, EM-34, EM-38 gibi kodlarla bilinen FEM yönteminin uygulamaları bulunmaktadır. Bu uygulamaları birbirinden ayıran özellikler; kullandıkları bobin şekillerinin, bobinler arası mesafelerinin ve kullandıkları frekans bantlarının farklılığıdır.
TEM ölçümlerinde ise ölçümler kaynak bobindeki akımın kesilmesi sonrasındaki kısa bir zaman dilimi içerisinde (örneğin 1s boyunca) yapılır ve bu nedenle birincil alan kaydedilmez. Dolayısıyla, ölçülen iletkenlik değerleri sadece yer altındaki iletkenliğin göstergesi olur.
Şekil 1 (a) Aktif kaynaklı EM yöntemi 10,
(b) Pasif kaynaklı EM yöntemi şematik gösterimleri 11
