Gammaspektrometrie - eine vielversprechende Methode zur Feldbestimmung und luftgestützten Erkundung von Böden

In der vorliegenden Studie wird die Eignung der Gammaspektroskopie zur Kartierung von Böden sowohl im Feld, als auch luftgestützt getestet. Die Pilotstudie hierfür erfolgte im Kalksteingebiet Bor Krai, Mae Hong Son Provinz, Nordthailand. Kalkstein als dominantes Ausgangsgestein wurde ausgewählt, da dieser nur eine sehr geringe Eigenstrahlung aufweist und somit nicht mit der Bodenmessung interferiert. In Abhängigkeit von Petrographie, Topographie und Klima treten im Arbeitsgebiet hauptsächlich Acrisole und Alisole auf. Entsprechend der WRB 2006 Bodenklassifikation lassen sich diese beiden Referenzbodengruppen nur anhand der Kationenaustauschkapazität des Tons und der Basensättigung voneinander unterscheiden. Während die Basensättigung durch eine pH Feldmessung abgeschätzt werden kann, ist die Bestimmung der Kationenaustauschkapazität des Tons nur durch kostspielige und zeitaufwendige Laboranalysen zu bestimmen. Durch die Nutzung des Verhältnisses von eTh (Thorium Equivalent) - zu K-Strahlungssignaturen ist es nun jedoch möglich, zumindest auf Kalkstein, diese beiden Böden mithilfe eines tragbaren Radiometers (Gf Instruments Gamma-Ray Spectrometer GRM-260 bzw. Gamma Surveyor), schon im Feld voneinander zu unterscheiden. Dabei zeigt sich, dass Acrisole ein eTh/K Verhältnis >16 haben, während Alisole Verhältniswerte <16 aufzeigen. Bei luftgestützten Messungen (256-Kanal, Kenting Gamma-Strahlungs-Spektrometer with NaI Kristall Detektor; 1km Abstand der Befliegungslinien, 120m Flughöhe) liegt der Grenzwert zur Unterscheidung von Acrisolen und Alisolen bei einem eTh/K Verhältnis von 12,5. Der Vergleich von interpretierten luftgestützten Punktmessdaten zweier Transekte, mit einer traditionell erstellten Bodenkarte zeigt eine hohe Übereinstimmung. Kleinere Abweichungen gab es lediglich in den Übergangszonen beider Böden, die sich teilweise auf Ungenauigkeiten in der Bodenkarte als auch auf Heterogenität im Ausgangsgestein zurückführen lassen. Eine Überprüfung mit interpretierten radiometrischen Bodenmesswerten für dieselben Transekte zeigte ebenfalls große Übereinstimmungen mit der Bodenkarte. Darüber hinaus konnten durch die radiometrischen Bodenmessungen kleinere Fehler der traditionell erstellten Bodenkarte aufgedeckt werden, die sich bei deren Erstellung aufgrund beschränkter Analysekapazität nicht vermeiden ließen. Die vorliegende Studie hat gezeigt, dass der Einsatz der Gammaspektroskopie die Qualität und Effizienz in der Bodenkartierung des untersuchten tropischen Kalksteingebietes erheblich verbessern konnte. Da es Hinweise für eine Übertragbarkeit der Anwendung auf andere Gebiete (Süddeutschland) gibt, ist für die Zukunft die Erkundung bei anderen Ausgangsgesteinen und in anderen Klimaten geplant.