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Sie hat bisher aus noch zu nennenden Gründen keine große Verbreitung gefunden. Trotzdem hat sie gerade in der Archäologie schon einige Erfolge zu verzeichnen. Grundlagen Die eigentliche Grundlage für die Geothermie in der Naherkundung sind Wärmequellen im Erd- innern und die Wärmeleitfähigkeit 2 der Gesteine. Die Ursachen der Wärmequellen sollen in diesem Zusammenhang nicht behandelt werden. Die Strahlungstemperatur T s der Erdoberfläche wird aber nicht nur durch diese beiden Faktoren be stimmt. Eine entscheidende Rolle spielt dabei die Strahlungsbilanz S. Für die Flußdichte von S gilt: S=I+H+G—oT4—R 1 = direkte Sonnenstrahlung, H = diffuse Him melsstrahlung, G — atmosphärische Gegenstrah lung, R = kurzwellige Reflexstrahlung, A = oT 4 = Ausstrahlung des Bodens, T = Erdbodentempera tur, o = Stefan-Boltzmann-Konstante = (5,6697 ± 0,0029) • 10 8 W m-2 K-4, K = absolute Tempe ratur. Bei Oberflächenmessungen hat sich in letzter Zeit die lnfrarot-(IR-)Meßtechnik sehr bewährt. Diese Meßtechnik nutzt die Temperaturstrahlung im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spek trums, der den Wellenlängenbereich 0,7. . . 300 um umfaßt. Von apparativer Seite werden für die IR- Geothermie Fotodetektoren benutzt, die aus Bolo metern oder Fotoelementen bestehen. Sie weisen die IR-Strahlung durch Absorbtion nach. Sie er wärmen sich bei Strahlungseinfall, und die fol gende Temperaturerhöhung ist ein Maß für die eingefallene Energie. Die Meßelemente können leicht getragen werden. Die Ablesegenauigkeit derartiger Geräte beträgt 0,01 °C. Die interessierende Meßgröße ist die Oberflä chentemperatur T, die als Strahlungstemperatur T s gemessen wird. Sie wird von den Größen I, H, R und G überlagert. Da I, H und R kurzwellig sind, verschwinden sie nach Sonnenuntergang. Als Meßzeit kommt für diese Methode nur die Zeit zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang in Frage. Dann gilt: S = G — oT 4 . Die noch verbleibende atmosphärische Einfluß größe G umfaßt ausschließlich den Wellenlängen bereich, in dem die absorbierenden Medien emit tieren. Das sind insbesondere: (H2°)Dompf*s4--8,5um, X = 13 ... 150 um, CO 2= 13 .. . 16 um, O2 X = 9,3 ... 10 um. Außerdem wirken Wolken als schwarze Strahler. Tiefe, mittlere und hohe Wolkendecken setzen die Ausstrahlung der Erdoberfläche auf 14%, 23% bzw. 80% herab. Sie ist optimal bei unbedecktem Himmel. Aus diesem Grunde spiegeln gemessene Strahlungstemperaturen die Ausstrahlung des Bo dens dann günstig wider, wenn die Messungen nachts bei wolkenlosem Himmel durchgeführt wer den. Zumindest sollte aber eine gleichförmige Wolkendecke vorhanden sein. Außerdem muß der Boden trocken sein und darf keinen Bewuchs auf weisen. Zur Elimination zeitlicher geothermischer Variationen (Temperaturabnahme im Laufe der Nacht) wird analog wie in der angewandten Geo magnetik ein Basispunkt gewählt und öfter ver messen. So ergibt sich der Korrekturwert für die Messung. Anwendungen Infolge der vielen genannten Störeinflüsse wird die längerfristige Planung der IR-Messungen er schwert, und sie schränken den Routinebetrieb er heblich ein. Aber gerade diese Einschränkungen, besonders die Forderung nach gleichförmigem un bewachsenem Boden, machen diese Methode für operative Einsätze in der archäologischen For schung interessant. Oft werden von der Archäolo gie Aussagen über den Untergrund in Städten gefordert. Die dort in der Regel vorhandene Stra ßendecke macht den Einsatz anderer geophysika lischer Verfahren, mit Ausnahme der Gravimetrie, unmöglich. In diesem Falle kann die IR-Geother- mie noch Erfolge erzielen, wie in den Beispielen gezeigt werden wird. Ein markantes Beispiel zeigt Abb. 33 (Militzer/ Schön/Stötzner/Stoll 1978, S. 160). In einem Erz lager wurden Hohlräume vermutet und deshalb geoelektrische Widerstandsmessungen und IR- Messungen durchgeführt. Es ist deutlich zu erken nen, daß die Hohlräume in der Geoelektrik als Maxima und in der Geothermie als Minima auf treten. Bemerkenswert ist, daß die beiden eng be nachbarten Hohlräume bei 100 m von der Geo elektrik nicht mehr getrennt werden, während die Geothermie deutlich zwei Minima aufzeigt. Aber nicht nur Hohlräume, sondern auch Unterschiede im Untergrund (Mauern) können infolge der un terschiedlichen Wärmeleitfähigkeit eine IR-Ano- malie ergeben.
