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Die '''Geoelektrik''' gehört zur [[Angewandte Geophysik|angewandten Geophysik]] und umfasst Verfahren zur Erkundung der [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrischen Leitfähigkeit]], [[Elektrostatik|Aufladbarkeit]] und [[Permittivität|Polarisierbarkeit]] des Untergrundes.<ref name=":0">{{Internetquelle |url=https://www.spektrum.de/lexikon/physik/geoelektrik/5726 |titel=Geoelektrik |werk=Lexikon der Physik |hrsg=Spektrum |sprache=de |abruf=2024-07-19}}</ref>

Häufig wird der Begriff vor allem für die [[Widerstandsmessung]] über [[Galvanische Kopplung|galvanische Ankopplungen]] verwendet, die Geolelektrik schließt aber formal auch die induktive Ankopplung ([[Elektromagnetische Induktion|Elektromagnetik]]) und elektromagnetische Wellenausbreitung ([[Bodenradar|Georadar]]) mit ein.<ref name=":0" /><ref name=":1">{{Internetquelle |url=https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/geoelektrik/5612 |titel=Geoelektrik |werk=Lexikon der Geowissenschaften |hrsg=Spektrum |sprache=de |abruf=2024-07-19}}</ref>

== Widerstandsmessung ==
[[Datei:Wenner.png|300px|miniatur|Wenner-Anordnung]]
[[Datei:Schlumberger.png|300px|miniatur|Schlumberger-Anordnung]]
[[Datei:Dipoldipol.png|300px|miniatur|Dipol-Dipol Anordnung]]
[[Datei:Poldipol.png|300px|miniatur|Pol-Dipol(forward) Anordnung]]
[[Datei:2D inversion of electrical resistivity data.png|miniatur|2D-Darstellung (Schnitt) vom elektrischen Widerstand unter der untersuchten Fläche (Inversion)]]
Auch in der Widerstandsmessung wird der Begriff häufig nur für die [[Gleichstrom]]<nowiki/>geoelektrik verwendet,<ref name=":1" /> schließt aber auch Eigen[[Elektrostatik#Potential und Spannung|potentiale]] (natürliche, galvanische Elemente bei Erzvorkommen) und die Arbeit mit [[Wechselspannung]] ein, solange diese so niederfrequent ist, dass [[Magnetische Induktion|Induktionsphänomene]] vernachlässigbar sind.<ref>{{Literatur |Autor=Camille Meyer de Stadelhofen |Titel=Geoelektrik |Sammelwerk=Anwendung geophysikalischer Methoden in der Hydrogeologie |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=1994 |ISBN=978-3-642-77866-7 |DOI=10.1007/978-3-642-77865-0_1 |Seiten=1–62 |Online=http://link.springer.com/10.1007/978-3-642-77865-0_1 |Abruf=2024-07-19}}</ref>

Verfahren mit künstlicher Stromzufuhr verwenden häufig Vierpunktanordnungen (zwei Elektroden A, B zur Stromzufuhr, zwei Sonden M, N zur Potentialmessung), da nur auf diese Weise der an den Elektroden auftretende [[Übergangswiderstand]] eliminiert werden kann. Bei der Anordnung der Elektroden in einer Linie (z. B. Stromzufuhr durch die äußeren Elektroden, Messung an den inneren Elektroden = Sonden) gibt es verschiedene Möglichkeiten, z. B.:

* nach [[Wenner-Verfahren]]: Alle Elektroden haben den gleichen Abstand zueinander,
* nach [[Schlumberger-Verfahren]]: Die Stromelektroden haben einen größeren Abstand als die Potentialsonden,
* [[Dipol-Dipol]]: Die Spannungs- und Stromelektroden bilden jeweils einen Dipol in größerem Abstand zueinander,
* [[Pol-Dipol]] forward und reverse: Die Spannungselektroden bilden einen Dipol, eine Stromelektrode befindet sich in größerem Abstand zu den Spannungselektroden, die zweite Stromelektrode befindet sich im Unendlichen.

Das Wenner-Verfahren eignet sich gut zur Kartierung von Leitfähigkeitsänderungen über einer größeren Fläche, das Schlumberger-Verfahren wird vor allem zur Sondierung – zur Tiefenerkundung verwendet. Die Dipol-Varianten bieten hingegen bessere Auflösungen von Leitfähigkeitskontrasten vor allem für kleinere Strukturen. Das Pol-Dipol-Verfahren kann in Kombination mit einer forward und reverse-Variante besonders gut zur Kartierung von Grenzen – z. B. an Störungszonen – eingesetzt werden, an denen sich bedingt durch Wasser die Leitfähigkeit ändert. Problematisch verhalten sich in der Praxis Übergangswiderstände, so dass die zu messenden Spannungsdifferenzen teilweise sehr klein werden können. Die Auswahl der für die Messaufgabe geeigneten Konfiguration entscheidet wesentlich über die späteren Aussagemöglichkeiten der Messergebnisse.
<math>\rho_s</math> in <math>\Omega \cdot m</math>.
<gallery>
Electrical resistivity tomography profile.jpg|Einsatz eines permanenten Tomographieprofils für den spezifischen elektrischen Widerstand auf einem Längsschnitt eines aktiven Erdrutschs.
Resistivity in field - Measuring.png|Umrisse der Widerstandsmessung, ([[Elektrischer Pol]], [[Elektrische Stromrichtung]])
Resistivity Survey Outlines.png|Umrisse der induzierten Polarisationsuntersuchung
</gallery>
Der Messwert in der Geoelektrik ist der scheinbare spezifische Widerstand.
== Anwendung ==
Anwendung findet die Geoelektrik vor allem in der Grundwassererkundung, der Suche nach Altlasten, aber auch in der [[Archäologie]] zum Aufspüren und Kartieren ehemaliger Siedlungen und anderer historischer oder prähistorischer Bauwerke.<ref>{{Webarchiv|text=''Geoelektrik – Strukturen im Untergrund sichtbar machen'' |url=http://www.planeterde.de/geotechnologien/aktuell/geoelektrik-den-untergrund-sichtbar-machen/ |wayback=20170607002447 }} Portal „planeterde“, abgerufen am 7. Januar 2016.</ref> Hier wird oft auch die ''[[Geomagnetik|geomagnetische Erkundung]]'' alternativ oder ergänzend zur ''geoelektrischen Erkundung'' benutzt.

Grundsätzlich werden zwei Hauptziele verfolgt: Die ''Sondierung'', die die Struktur unter dem Sondierungspunkt mit zunehmender Tiefe liefert und die ''Kartierung'', die die flächenhafte Struktur in der gewählten Schwerpunktstiefe darstellt. Neuere Multi-Elektrodenmethoden erlauben die gleichzeitige Sondierung und Kartierung eines begrenzten Bereiches und werden auch als geoelektrische Tomographie bezeichnet.

Durch Verwendung von [[Inverses Problem|Inversionsverfahren]] kann der reale spezifische Widerstand aus den aufgenommenen Messdaten errechnet werden, was u. a. eine Tiefenangabe der gefundenen Strukturen ermöglicht. Die Rechenalgorithmen nutzen dabei häufig die [[Finite-Differenzen]]- oder [[Finite-Elemente-Methode|Finite-Elemente]]-Methoden.

== Siehe auch ==
* [[Metalldetektor]]

== Weblinks ==
* [http://www.planeterde.de/geotechnologien/aus-der-praxis/hochwasserschutz-per-stromschlag Geoelektrik in der Deich-Analyse, Portal „planeterde“]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4156675-0}}

[[Kategorie:Geophysik]]
[[Kategorie:Archäologische Forschungsmethode]]
[[Kategorie:Angewandte Geophysik]]

Geoelektrik - Versionsgeschichte

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