Využití mapování elektromagnetické vodivosti pro výzkum v polárních a horských oblastech.

Bc. Karolína Kohoutková

Bachelor's thesis

Utilization of geophysical mapping of electromagnetic conductivity for the research in polar and alpine regions.

Abstract:

Bakalářská práce se zabývá využitím elektromagnetické vodivosti pro výzkum různých litologií a tvarů reliéfu v prostředí periglaciálních oblastí. Za využití přístroje CMD-Mini Explorer 6L probíhalo měření na dvou lokalitách. Na ostrově Jamese Rosse proběhl výzkum zaměřený především na mapování mocnosti aktivní vrstvy, na lokalitách Břidličné hory a Ztracených kamenů byl sledován kontrast ve vodivosti periglaciálních tvarů s půdním pokryvem a skalním podložím. Z těchto výzkumných lokalit bylo vybráno deset profilů celkovou s délkou 1,5 km. Naměřená data byla inverzně zpracována v programu EM4Soil a graficky vykreslena do 2D profilů. Výsledky ukázaly dobrou rozlišovací schopnost mezi aktivní vrstvou a permafrostem, prostředími s odlišnými zrnitostními frakcemi a vlivem zvýšené salinity. U profilů na ostrově Jamese Rosse byl pozorován jedno- až trojnásobný rozdíl ve vodivostech mezi rozmrzlou půdou a permafrostem, odhadované mocnosti aktivní vrstvy byly stanoveny na rozmezí 25–110 cm, které jsou v porovnání s odbornými publikacemi nižší. Vhodnost použití metody byla doporučena především pro polární prostředí, jelikož v příliš rezistentních prostředích (horské oblasti) přístroj nemusí být schopen zaznamenat jednotlivé detaily. Z toho důvodu je pro horské prostředí doporučeno použití další geofyzikální metody (např. elektrické odporové tomografie), případně jiných negeofyzikálních metod, pro komplexnější přehled mapovaného území.

Abstract:

The bachelor's thesis focuses on the use of electromagnetic conductivity for the study of various lithologies and landforms in periglacial environments. Measurements were conducted using the CMD-Mini Explorer 6L device at two locations. On James Ross Island, the research primarily targeted mapping the thickness of the active layer, while at the locations of Břidličná hora and Ztracené kameny, the focus was on the contrast in conductivity between periglacial landforms with soil cover and bedrock. Ten profiles, about approximately 1.5 km in length, were selected from these research sites. Electromagnetic inversion in the EM4Soil program was used to process the measured data, that were graphically portrayed into 2D profiles. The results demonstrated a good ability to distinguish between the active layer and permafrost, environments with different grain size, and the impact of increased salinity. On the profiles at James Ross Island, a one- to threefold difference in conductivity was observed between thawed soil and permafrost, with the estimated thickness of the active layer ranging from 25 to 110 cm, which is lower compared to published studies. The method's suitability was recommended mainly for polar environments, as the device may struggle to capture individual details in highly resistant environments (mountainous areas). Therefore, for mountainous environments, the use of additional geophysical methods (e.g., electrical resistivity tomography) or other non-geophysical methods is recommended for a more comprehensive overview of the mapped area.

Keywords

geofyzika, elektromagnetické metody, elektrická vodivost, FDEM, periglaciální oblasti, ostrov Jamese Rosse, Hrubý Jeseník, geophysics, electromagnetic methods, electric conductivity, periglacial environment, James Ross Island, Hrubý Jeseník Mountains

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 19. 6. 2024
• Supervisor: Mgr. Filip Hrbáček, Ph.D.
• Reader: Mgr. František Kuda, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Geography and Cartography / Physical Geography