Marine full tensor gravity gradiometry data analysis and Euler deconvolution

Abstract

The Euler Deconvolution is a standard tool of the geophysical prospection. It is a semi automated process and supports the interpretation of magnet field data, gravimetry data or gravity gradiometry data. It is used to estimate the location of the source of a magnet field anomaly or a gravity field anomaly. The obtained location is equivalent to a potential resource (e. g. petroleum, gas, ore, salt etc.) Although gravimetry data or gravity gradiometry data are used in geodesy frequently this method did not attract much interest in this branch of science. For this study thesis a real marine full tensor gravity gradiometry data set is given. The data set was recorded by Bell Geospace. The gravity gradiometer was mounted on a ship. The measurement area lies between the Shetland Islands and the Faroe Islands. This area was chosen for the measurements because of the basalt formations there. For geodesists the accuracy of data is of great interest. Therefore in a first step these data is run through an accuracy analysis. After the introduction of the theory of the Euler Deconvolution and its testing on synthetic data the Euler Deconvolution is carried out on the data set. The analysis of synthetic data shows that the Euler Deconvolution is suited to detect the location of a mass anomaly. If multiple mass anomalies are to be detected these mass anomalies must have a certain distance for this method to function reliably. If the distance between mass anomalies is too small the Euler Deconvolution tends to give false mass locations. In spite of the big noise on the gravity gradient data the Euler Deconvolution still shows to be useful on the real data set.

Die Euler-Dekonvolution ist ein Standardwerkzeug der geophysikalischen Prospektion. Sie ist ein halbautomatischer Prozess und unterstützt die Interpretation von Magnetfeld-, Gravimetrie- oder Schweregradiometriedaten. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, die Quelle einer Magnetfeld- oder Gravitationsfeldanomalie zu lokalisieren. Der dabei erhaltene Ort entspricht einem potentiellen Bodenschatz (z. B. Erdöl, Erdgas, Erz, Salz usw.). Obwohl Gravimetrie- oder Schweregradientendaten in der Geodäsie oft verwendet werden, hat diese Methode hier bislang wenig Interesse gefunden. Für diese Studienarbeit stand ein realer "Marine Full Tensor Gravity Gradiometry"-Datensatz zur Verfügung. Der Datensatz wurde von der Firma Bell Geospace aufgezeichnet. Das Schweregradiometer war dabei auf einem Schiff montiert. Dass Messgebiet liegt zwischen den Shetland- und Färöer-Inseln. Dieses Gebiet wurde für die Messungen wegen der dort vorhandenen Basaltformationen im Ozeangrund ausgewählt. Für Geodäten hat die Genauigkeit von Daten eine große Bedeutung. Deshalb werden die Daten in einem ersten Schritt auf ihre Genauigkeit untersucht. Nach einer Einführung in die Theorie der Euler-Dekonvolution und einem Test mit synthetischen Daten wird die Euler-Dekonvolution auf den Realdatensatz angewendet. Die Analyse der synthetischen Daten zeigt, dass die Euler-Dekonvolution geeignet ist, den Ort einer Masseanomalie aufzudecken. Wenn mehrere Massenanomalien aufgedeckt werden sollen, müssen diese einen bestimmten Abstand zueinander besitzen, damit diese Methode zuverlässig arbeitet. Ist die Distanz zwischen den Masseanomalien zu gering, neigt die Euler-Dekonvolution jedoch dazu, falsche Ergebnisse zu liefern. Trotz des sehr hohen Rauschanteils der gemessenen Schweregradienten zeigt sich der Nutzen der Euler-Dekonvolution auch auf dem Realdatensatz.