Je leest:

Bommen zoeken via boorgaten

Bommen zoeken via boorgaten

Door radartechnologie te gebruiken in een boorgat, kan de diepe ondergrond in detail in kaart worden gebracht. De nieuwe techniek wordt onder meer toegepast om bommen en explosieven in voormalige oorlogsgebieden op te sporen.

De meest gebruikte techniek om de diepe ondergrond in kaart te brengen is seismiek: door geluidsgolven de bodem in te sturen en vervolgens de reflectie te meten, worden afbeeldingen van de ondergrond gemaakt. De olie- en gasindustrie maakt bijvoorbeeld gebruik van deze seismische beelden waarop de aardlagen uit verschillende geologische perioden duidelijk zichtbaar zijn.

Seismisch profiel
Seismische afbeelding met daarop de aardlagen uit de geologische periode van Perm, Trias, Jura en Krijt. De geluidsgolven reflecteren op grensovergangen en maken zo de verschillende aardlagen in de diepe ondergrond zichtbaar.
Jan de Jager

Dieper maar lagere resolutie

“Met seismiek kun je zelfs zo diep gaan als de kern van de aarde,” vertelt Stefan Carpentier, geofysicus en werkzaam bij het geotechnisch onderzoeksbureau T&A Survey. “Met geluidsgolven van zeer lage frequentie kun je grote diepten bereiken. Het nadeel van laagfrequente golven is echter dat de resolutie, oftewel het detail van de afbeelding, erg laag is. Bij radar werkt dat ook zo. De demping van de golven – in het geval van radar gaat het om elektromagnetische straling – is groter, maar radarbeelden op korte afstand zijn vaak een stuk gedetailleerder dan seismische beelden dankzij de hogere frequenties.”

Radarops
Radar wordt toegepast in onder meer de scheepvaart en luchtvaart.

Radargolven worden meestal door de lucht gestuurd naar vrije objecten, zoals zeeschepen en vliegtuigen. Maar er bestaat een variant waarbij ook van objecten die opgesloten zitten in de bodem de precieze locatie kan worden bepaald. Deze zogeheten grondradar, ofwel ground-penetrating radar, waarbij vanaf het oppervlak objecten in de bodem opgespoord worden, is niet nieuw. Het wordt al enkele decennia gebruikt bij het zoeken naar objecten in de ondiepe bodem, maar ook bij het in beeld brengen van diepere bodemstructuren, ijsmassa’s, gletsjers en ondiepe zoutlichamen.

Wél nieuw is om het radarinstrument in een boorgat tot tientallen of zelfs honderden meters diepte te laten zakken. Vervolgens kunnen in horizontale richting metingen worden verricht naar structuren of objecten in de bodem die tot enkele tientallen meters van het boorgat verwijderd zijn. Carpentier: “Deze techniek werkt als een soort omgekeerde vuurtoren, die de naaste omgeving van het boorgat als het ware aftast”.

2d radar nl close up
Een radarinstrument wordt neergelaten in een boorgat. Op deze manier worden aardlagen die de radargolven dempen, zoals klei en water, omzeild.
T&A Survey

Demping door klei en water

Net als bij seismiek, wordt bij (grond)radar gebruik gemaakt van uiteenlopende frequenties. “Bij laagfrequente elektromagnetische straling – dus lange golflengtes – bereik je afstanden in de bodem tot ca. 100 meter; bij hoogfrequente straling – zoals bij medische toepassingen – kom je tot ca. een halve meter diepte,” vertelt Carpentier. “Ook hier realiseer je met hoge frequenties, net als bij seismiek, beelden met een zeer hoge resolutie, dus met veel detail.”

“Het nadeel van grondradar bij hoge frequenties is dat de demping groot is, vooral als er grondwater en kleilagen aanwezig zijn. Hierdoor is de maximale afstand tot je meetapparatuur beperkt. Met een gemiddelde frequentie van de radargolven kunnen wij tot ongeveer 15 meter de bodem inkijken. Als we dit ín een diepe boorput doen, is het dieptebereik een stuk groter.”

2d radar nl in actie
Onderzoeker in actie met bodemradar. Radargolven die door de bodem ‘reizen’, worden tegengehouden door klei en vocht. Door de radarinstrumenten via een boorgat diep in de grond te laten zakken, voorkom je demping door afdekkende kleilagen en grondwater. Meestal wordt daarbij gebruik gemaakt van bestaande boorgaten.
T&A Survey

Zwaktezones in gesteenten

Er zijn veel toepassingsgebieden te bedenken voor dit type radartechnologie, aldus Carpentier. “Je kunt nu ook de dieper gelegen grondwaterstromen in kaart brengen, archeologische objecten zoeken en ook de diep gelegen bodemstructuren in kaart brengen. Te denken valt aan de speciale kenmerken van deze structuren, zoals tunnels, breuken en zwaktezones in gesteente. Chemische bedrijven die zout als grondstof in hun productieprocessen gebruiken, zijn sterk geïnteresseerd in de precieze volumes en breukzones van ondergrondse zoutpilaren.”

Bom nl gedetecteerd
Met radar gedetecteerde bom in de Nederlandse ondergrond.
T&A Survey

Oorlogsgebieden

Carpentier: “Waar wij ons de laatste jaren speciaal op hebben toegelegd, is het opsporen van explosieven die vrij diep liggen, tussen één en twintig meter. We zoeken ze vanuit een boorgat als er klei- of waterlagen boven liggen. Zo liggen er in Berlijn nog behoorlijk wat bommen uit de Tweede Wereldoorlog. Maar we werken ook buiten Europa in voormalige oorlogsgebieden, zoals in Laos”. Hier liggen de meeste bommen ter wereld gerekend per hoofd van de bevolking. Deze dateren nog uit de Vietnamoorlog, alweer meer dan een halve eeuw geleden, die voor een deel in het grensgebied met Laos werd uitgevochten.

“Het nadeel van de bodem in de gebieden in Laos waar wij werkten, is dat de bodem er vrij veel klei bevat. Maar de grond was vrij droog zodat we toch in staat waren vrij ver te kijken. Een andere storende invloed op het verkrijgen van goede radarbeelden in Laos is de achtergrondmineralisatie die van nature in bepaalde gebieden in Laos aanwezig is door de vele koper- en goudmijnen. Want metalen dempen radargolven.”

Bommen laos
Bommen uit Laos. Gerekend per hoofd van de bevolking, heeft dit Aziatische land de meeste bommen die nog in de bodem verstopt liggen.
T&A Survey

Niet zonder risico’s

Is dit opsporen van oude explosieven geen gevaarlijke bezigheid? Carpentier: “De ontstekingsmechanismen zijn meestal uitgeschakeld. Het is in theorie wel mogelijk dat door radargolven de bodem in te sturen, een bom zou kunnen ontploffen. Maar de kans hierop is vrijwel nihil en dit hebben we gelukkig nog niet meegemaakt”.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 16 mei 2013

Discussieer mee

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE