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Rohstofferkundung 2.0

2. Januar 2017

Auf Grönland gibt es viele bekannte Erzlagerstätten, aber auch viele schwer zugängliche Gebiete. Eine innovative ,Tool Box‘ auf der Grundlage Drohnen gestützter Methoden sowie einer speziellen Computersoftware könnte die Rohstofferkundung bald deutlich vereinfachen. Dazu kooperieren die Freiberger Forscher mit der Geologischen Forschungsanstalt von Dänemark und Grönland (GEUS).


Dieser Artikel ist in der Mitarbeiterzeitung INSIDER (Nr. 22/ Dez. 2016) des HZDR erschienen.


Die am Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) des HZDR entwickelten Technologien für die Erkundung von Mineralrohstoffen könnten vielleicht bald in Grönland zum Einsatz kommen. Das jedenfalls ist das große Ziel von Sara Salehi; die gebürtige Iranerin promoviert an der Universität von Kopenhagen und arbeitet gleichzeitig für die Geologische Forschungsanstalt von Dänemark und Grönland (GEUS). Eine Forschungskooperation brachte die Doktorandin im Oktober 2016 nach Freiberg.

Hyperspectral remote sensing exploration in Greenland
Hyperspektrale Informationen können verraten, wo es sinnvoll ist, nach wirtschaftlich begehrten Metallen und Mineralrohstoffen zu suchen. Dafür sind Spezialkameras nötig. Die Freiberger Forscher setzen diese von Drohnen aus ein und arbeiten an einer Technologie, um die gewonnenen Daten in Bildern und Karten darzustellen.
 
 

In ihrer Doktorarbeit nutzt Sara Salehi einen innovativen Ansatz, um Rohstoffkarten zu erstellen, die insbesondere die Verteilung von Erzmineralen zeigen. Dabei gelte es die Besonderheiten arktischer Gebiete zu beachten, wie Flechten, niedriger Sonnenstand und Schatten. Für die Methoden, die die junge Forscherin entwickelt, setzt sie hyperspektrale Daten ein. Sie werden mit speziellen Kameras aus der Luft gewonnen und geben Auskunft über die Eigenschaften von Materialien oder Objekten. Auch die Art und Verbreitung mineralischer Rohstoffe lässt sich damit also bestimmen. Für Geologen könnte es dadurch in Zukunft deutlich einfacher sein, neue Erzlagerstätten zu erkunden. Bei ihrem Arbeitgeber GEUS ist Sara Salehi allerdings die einzige Wissenschaftlerin, die sich mit diesem Ansatz der Fernerkundung beschäftigt.

Exploration mit Drohnen

Da kam der Kontakt zu den Freiberger Forschern aus der HIF-Abteilung ,Erkundung‘ wie gerufen. Abteilungsleiter Dr. Richard Gloaguen hatte die Arbeit seines Teams in Kopenhagen bei einer Veranstaltung des europäischen Rohstoffnetzwerks EIT RawMaterials vorgestellt. Das Interesse der Geologischen Forschungsanstalt GEUS war geweckt. „Wir haben dann ein paar Mal miteinander geskypt. Jetzt arbeiten wir in Freiberg zusammen“, freut sich Sara Salehi.

Im Rahmen ihrer Arbeit für GEUS leitete die Doktorandin im Sommer eine Expedition in Grönland. „Dort habe ich bereits Sandra Jakob aus dem Freiberger Team kennengelernt“, sagt sie. Jakob, ebenfalls Doktorandin, forscht auf dem gleichen Gebiet wie sie selbst, jedoch stehen bei ihr Hyperspektral-Daten für die Rohstoffexploration im Mittelpunkt, die von Drohnen aus gewonnen werden – ein Spezialgebiet der Freiberger Wissenschaftler. Weltweit gehören sie zu den wenigen Gruppen, die sich damit befassen. Auf dem internationalen Forum zur Forschung mit hyperspektralen Daten in Los Angeles wurde Sandra Jakob für den besten Vortrag ausgezeichnet. „Die Drohnen-Daten erfordern eine besondere Korrektur. Auf dem ganzen Gebiet ist viel Forschung nötig. Aber das Team hier ist so jung und eifrig. Vor allem aber haben wir die gleichen Ideen und können uns darüber austauschen, das ist toll“, strahlt Salehi.

Verborgenes sichtbar machen

Gemeinsam mit ihren Freiberger Kollegen wertet sie die bei der Grönland-Expedition aufgenommenen Daten aus. Mit welchen Ergebnissen kehrt sie zurück nach Kopenhagen? Um die vorhandenen Erzminerale gehe es gar nicht in erster Linie. „Ich möchte zeigen, dass die hyperspektrale Fernerkundung grundsätzlich für Grönland anwendbar ist“, erklärt die Doktorandin. Und weiter: „Auf Grönland gibt es viele schwer zugängliche Gebiete, in Kombination mit den Freiberger Drohnen kann die Methode relativ günstig die gewünschten Informationen liefern. Wir können damit Dinge sehen, die sonst verborgen sind. Es geht sowohl um die Art als auch die Menge an Mineralrohstoffen. Das Ziel ist es, eine ,Werkzeugkiste‘ zu entwickeln, die Geologen vor Ort einsetzen können, um schnell und preiswert zuverlässige Informationen zu erhalten, wo die Rohstoffe lagern“.

Und wie kann man sich eine solche ,Tool Box‘ vorstellen? „Es handelt sich um eine Software, die in der Lage ist, Daten aus unterschiedlichen Quellen zu verarbeiten und in Form von Bildern bzw. Karten darzustellen“, erläutert Salehi weiter. Zunächst soll ein Zeitplan dafür erstellt werden. Vielleicht kann die Kooperation zwischen dem Helmholtz-Institut und GEUS am Beispiel Grönlands die Erkundung mineralischer Rohstofflagerstätten tatsächlich deutlich vereinfachen.