6 Newton Teknologi SØNDAG DEN 14. DECEMBER 2014 Teknologi SØNDAG DEN 14. DECEMBER 2014 SÅDAN VIRKER HELIKOPTERSCANNING Man kan fra luften se, hvad der gemmer sig i jorden. 1. Det store apparat sender elektromagnetiske bølger, som udgøre det primære signal, ned mod jorden. Foto: Sebastian Buur Gunvald 2. Materialer i jorden, såsom ler, sand og vand, omdanner noget af energien fra bølgerne til varme, men reagerer også ved at sende bølger, som udgør det sekundære signal, tilbage mod helikopteren. Primært signal Sekundært signal Moræneler 30-50 Ωm Sand 200-2000 Ωm Tertiært ler 5-10 Ωm Vand 50-100 Ωm 3. Nogle materialer udvikler mere varme end andre, så styrken af det sekundære signal varierer afhængigt af, hvad der er under jordens overflade. 4. Apparatet måler til sidst styrken af de elektromagnetiske bølger, som bliver sendt tilbage mod helikopteren. 5. Ved at trække signalstyrkerne fra hinanden kan geologerne kortlægge områder, som har forskellig formationsmodstand. Det er et udtryk for, hvor godt et materiale er til at lede elektricitet, og måles i enheden ohmmeter. Vand har en formationsmodstand på omkring 50-100 ohmmeter. Newton 7 Sådan gør man naturvidenskab populært 27.700 er i år mødt op til ”Offentlige foredrag i naturvidenskab” på Aarhus Universitet. På Aarhus Universitet er de blevet så gode til at fortælle om naturvidenskab, at pladserne til de gratis offentlige foredrag i naturvidenskab bliver revet væk. Og opskriften på at gøre naturvidenskab spændende for alle aldersgrupper er forholdsvis simpel. »Jeg tror, en stor del af succesen skyldes den meget omhyggelige planlægning. Vi sørger for de mindste detaljer lige fra bestilling af billetter til hjælp med at finde vej til det rigtige forelæsningslokale. Det hele er tilrettelagt, og det kan vores deltagere godt lide,« siger Peter Bondo Christensen. Han er seniorforsker ved Institut for Bioscience på Aarhus Universitet og har været med til at arrangere en del af efterårets meget succesfulde foredrag. Den meget omhyggelige planlægning har blandt andet medført, at deltagerne med stor glæde har fortalt om deres oplevelser, og der- Scanneren, som SkyTEM bruger til bl.a. at lokalisere grundvandet med, er stor som et hus. Den kunne tilhørerne se, da de ankom til det udsolgte foredrag i søauditorierne på Aarhus Universitet. for har arrangørerne kunnet spare en masse penge på markedsføring. »Vi har ikke brugt én eneste krone på annoncer. Det hele har bredt sig fra mund til mund, og det må jo være et tydeligt tegn på, at vores deltagere har været tilfredse,« siger Peter Bondo Christensen og påpeger, at det i sidste ende er foredragsholderen, som ofte vil være en forsker fra Aarhus Universitet, der er det vigtigste element for at få en god oplevelse. »Nogle gange har vi op til 800 tilhørere per aften, og det kræver meget at kunne stille sig op foran så mange mennesker for derefter at gøre kompliceret stof forståeligt for et publikum, som med stor sandsynlighed aldrig har hørt om den slags emner før,« siger Peter Bondo Christensen. Inden foredragene skal afholdes, bruger arrangørerne meget tid på at coache foredragsholderne ved blandt andet at kigge deres præsentationsmateriale igennem med en grafiker og hjælpe dem med præsentationsteknikker, som alt sammen er med til at holde på deltagernes opmærksomhed. Arrangørerne har længe været i gang med at planlægge det kommende forårs endelige program med gratis foredrag om den naturvidenskabelige verden, som vil være på plads inden jul. Siden efterårets forelæsninger begyndte den 7. oktober, er der blevet reserveret 15.766 pladser til de syv foredrag, hvoraf seks af dem har været gentaget tre aftener i træk på grund af den massive interesse. Dermed deltog omkring 27.700 mennesker i foredragsrækken i hele 2014. Efter foredragene har været gennemført op til tre gange i Aarhus, bliver de gentaget i Herning, Horsens og Vejle. Foto: Sebastian Buur Gunvald Helikopter-scanning skal sikre rent drikkevand i Indien Efter at have kortlagt næsten halvdelen af Danmarks undergrund er firmaet SkyTEM Surveys på vej til at blive en vigtig spiller i den verdensomspændende kamp mod forurenet drikkevand. KRISTIAN SØRENSEN | [email protected] E n danskudviklet scanningsmetode, der præcist kan fortælle, hvor grundvandet ligger under jorden, skal nu hjælpe til at sikre inderne adgang til rent drikkevand. Lokaliseringen, som foregår ved at overflyve et landområde med en helikopter og en kæmpe scanner, er allerede i flere år blevet brugt herhjemme til bla. at afgøre mere nøjagtigt, hvor man skal lave miljøindsatser for at undgå, at det danske grundvand bliver forurenet. »Indien er virkelig i krise i forhold til deres drikkevand. De tømmer deres grundvandsmagasiner uden at tænke sig om. Vores målinger kan hjælpe dem til at forstå konsekvenserne og forhåbentligt være med til at gøre noget ved problemerne,« siger Flemming Effersø. Han er ph.d. i geofysik og direktør for det lille aarhusianske firma SkyTEM Surveys Aps, som skal lave helikoptermålingerne i Indien, der har store problemer med sygdom og dødsfald på grund af forurenet drikkevand. SkyTEM Surveys har siden oktober sidste år foretaget dataindsamlinger i seks forskellige delstater i Indien, og resultaterne af databehandlingen blev for nylig præsenteret på en stor konference. »Resultaterne ser meget lovende ud og har tiltrukket sig stor opmærksomhed, herunder på ministerielt niveau. Nu er de indiske politikere i gang med at overveje, hvordan man eventuelt kan igangsætte en landsdækkende kortlægning med vores metode,« siger Flemming Effersø. Fra Aarhus til Indien Vejen fra Aarhus til Indien har været lang. Det er ikke helt enkelt at udvikle en teknologi, som gør, at man fra en flyvende helikopter kan se, hvad der er 500 m under jorden. Kurt Sørensen, professor emeritus i geofysik ved Institut for Geoscience på Aarhus Universitet, har i mere end 20 år arbejdet på at udvikle SkyTEM-teknologien, som foruden at være mere præcis også kan scanne undergrunden hurtigere og billigere end andre mere jordnære metoder som f.eks. de traditionelle boringer. Der er ingen tvivl om, at miljøindsatser af den type virker, men effekten af dem afhænger naturligvis af, at man ved, hvordan undergrunden ser ud. Kurt Sørensen Professor, Aarhus Universitet »Vores målinger har blandt andet resulteret i, at der blev plantet skove omkring Aarhus for at beskytte grundvandet. Der er ingen tvivl om, at miljøindsatser af den type virker, men effekten af dem afhænger naturligvis af, at man ved, hvordan undergrunden ser ud,« siger Kurt Sørensen. Han præsenterede i foredragsserien ”Offentlige foredrag om naturvidenskab” for nylig ”helikopterteknologien” på Aarhus Universitet. Én ting er at tage en vandprøve fra et borehul og finde ud af, at vandet er forurenet. Men for at undgå forurening af grundvandet skal man også vide, hvor forureningen kommer fra, og til denne opgave skal man bruge nogle detaljerede, tredimensionelle kort, som ikke bare kan vise, hvor grundvandet befinder sig, men også hvordan det bevæger sig. »Grundvandet findes typisk omkring 100 m under jorden, og vi har ca. et borehul per 15 km2, der er så dybe. Det giver slet ikke detaljer nok,« siger Kurt Sørensen. Og det er netop den begrænsede mængde data, som kan give problemer. »Hvis man vil have en computermodel, der skal være så detaljeret, at den skal kunne bruges til at forudsige, hvordan grundvandet vil bevæge sig, så er en begrænset mængde data en af de største fejlkilder,« siger Nikolaj Kruuse Christensen, der er ph.d.-studerende i geoscience ved Aarhus Universitet. Han arbejder blandt andet med at omdanne helikopterdataene til tredimensionelle undergrundskort. En af SkyTEM-teknologiens største fordele er netop, at den kan indsamle store mængder data på meget kort tid. Elektromagnetisme i jorden Scanneren fungerer i bund og grund ved at sende et magnetfelt mod jorden, som bliver sendt tilbage til helikopteren, når det rammer forskellige materialer under jordoverfladen. Forskellige materialer reagerer forskelligt på magnetfeltet og vil derfor sende sekundære magnetfelter tilbage, som varierer i styrke. Denne metode kaldes den transiente elektromagnetiske målemetode (TEM) og benytter sig af, at materialer som sand, ler og vand ikke er lige gode til at lede elektricitet. Det er det, som hedder materialers elektriske formationsmodstand. Forskellige materialer varierer i, hvor gode de er til at lede strøm. Nogle materialer taber store mængder energi, fordi der bliver udviklet meget varme, når man sender strøm igennem dem. I dette tilfælde er det strøm i form af elektromagnetiske stråler og ikke, som man ellers kender den fra sine stikkontakter. »Hvis modstanden er høj, som f.eks. i sand og grus, så løber vandet nemt igennem materialet. Hvis den er lav, så løber vandet langsomt. Ler har en lav formationsmodstand og er derfor med til DRIKKEVAND I INDIEN 103,8 mio. mennesker har ikke adgang til rent drikkevand. Omkring 21 pct. af alle smitsomme sygdomme i Indien skyldes forurenet drikkevand. F.eks. sker der angiveligt 1.600 dødsfald om dagen på grund af diarré, som kan skyldes forurenet drikkevand. Kilde: water.org at rense det nedsivende regnvand, inden det når grundvandet. Ved at finde de områder, hvor der er huller i lerlagene, så kan vi kortlægge, hvor man bør være ekstra opmærksom på f.eks. forurening,« siger Kurt Sørensen. Op i luften De første målinger med TEM-teknologien foregik på selve jordoverfladen. SkyTEM-metoden er kort fortalt en videreudvikling af den traditionelle TEM-metode, hvor udstyret ”bare” bliver løftet 25-35 meter op i luften af en helikopter. »En af fordelene ved SkyTEM er, at metoden kan kortlægge store områder meget hurtigt. Målingerne har blandt andet været med til at udpege de følsomme områder, hvor de enkelte kommuner skal være ekstra påpasselige med forurening af grundvandet,« siger Thomas G. Vangkilde-Pedersen, der er statsgeolog ved Geus (De nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland). Desuden ødelægger SkyTEM ikke afgrøder på markerne, hvilket landmændene sætter stor pris på, og man undgår det store besvær ved de jordnære metoder, specielt når det gælder skov- og vådområder. Scannerne varierer i størrelser fra 142-534 m2, og de største kan lave målinger mere end 500 m under jordoverfladen. Netop størrelsen på de enorme apparater har blandt andet være skyld i en noget uventet konsekvens. »Vi har fået forbud mod at flyve ved motorveje, fordi folk sænker farten, når de ser os. Det skaber simpelthen problemer i trafikken, fordi det ser så specielt ud, når vi kommer flyvende med de store scannere,« siger Kurt Sørensen. Til gengæld kan helikopterne flyve med op til 140 km/t., når de bærer de mindste scannere, og fordi alt måleudstyret er samlet neden for selve helikopteren, så kræver det ikke en speciel type helikopter at udføre de målinger, som blandt andet har haft stor indflydelse på beslutninger omkring det danske grundvand. Grundvandskortlægningen I løbet af 1990’erne kom der adskillige meldinger om forurenet drikkevand i Danmark, og flere vandværker måtte lukke. Derfor blev Den Nationale Grundvandskortlægning vedtaget i 1998. Den skulle finansieres via et gebyr hos forbrugere og virksomheder, og en del af de penge er gået til SkyTEM Surveys ApS, som på nuværende tidspunkt har kortlagt omkring 43 pct. af den danske undergrund. »Hvis man skulle have fortsat grundvandskortlægningen med de gamle metoder, så tror jeg bestemt ikke, at man ville have nået at kortlægge så stor en del af den danske undergrund,« siger Thomas G. Vangkilde-Pedersen. Også politikerne ser ud til at være imponerede over grundvandskortlægningen. For nylig sikrede miljøminister Kirsten Brosbøl yderligere 227 mio. kroner til at fortsætte indsatsen, som ellers skulle ophøre næste år. Pengene skal bruges på at sikre nogle nye borehuller, hvor geologer kan tage vandprøver. Det er endnu ikke bestemt, om SkyTEM skal hjælpe til med den opgave, men helikopterne holder bestemt ikke stille af den grund. SkyTEM har således andre aktiviteter i adskillige lande verden over, blandt andet i Australien, Sydafrika, Grønland, USA og Canada, hvor de laver mineralefterforskning, geotekniske undersøgelser og olie- og gasefterforskning.