Rohstofferkundung mithilfe frei zugänglicher Satellitendaten

Die Suche nach mineralischen Rohstoffen ist bisher ein aufwändiges und damit kostenintensives Unterfangen mit großem unternehmerischem Risiko. Ein neues, satellitenbasiertes Verfahren namens ReSens+ (Resource Sensing) kann maßgeblich dazu beitragen, die Effizienz und die Qualität beim Aufsuchen und Erkunden solcher Ressourcen deutlich zu steigern. Entwickelt haben es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ und es wird nun auf der internationalen Bergbaumesse EXPONOR vom 15. bis 19. Mai in Chile sowie auf dem DMT Bergbauforum am 1. Und 2. Juni in Berlin vorgestellt. ReSens+ ist ein Ergebnis der Forschung im Rahmen der EnMAP-Satellitenmission (Environmental Mapping and Analysis Program) und steht ab sofort als Dienstleistung zur Verfügung.

„Das Verfahren zeigt räumliche Verteilungen sowie Gehalte von Eisen, Seltenen Erden, Karbonaten und Tonen in mineralischen Rohstofflagerstätten – und zwar in ariden und semiariden Gebieten beliebiger Größe und an jedem (unbedeckten) Ort der Welt“, sagt Dr. Christian Rogass von der GFZ-Sektion Fernerkundung und Projektleiter für ReSens+. „Es stellt Ergebnisse verlässlich und genau und unter optimalen Bedingungen innerhalb weniger Tage zur Verfügung. Konventionelle Explorationstechniken können dann deutlich gezielter eingesetzt werden.“

Grundlage von ReSens+ ist ein eigens entwickeltes Analysemodell, das aus frei verfügbaren Satellitenbildern hochgenaue Karten erzeugt, die Informationen zu Elementen und Mineralverteilungen und markanten Abweichung, so genannten Explorationsanomalien, enthält. Dafür wird die spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichts verglichen mit der Strahlung, die von der Erdoberfläche zurückgeworfen und vom Satelliten gemessen wird. Jedes so normierte, unbekannte Pixelspektrum wird mit den Spektren bekannter Minerale oder Elemente abgeglichen. Da dieser „spektrale Fingerabdruck“ eindeutig ist, kann das Verfahren weltweit eingesetzt werden, um Anreicherungen bestimmter Elemente und Minerale an der Erdoberfläche aufzuspüren.

„Die bisher unerreichte Daten- und Ergebnisqualität gründet sich auf mehrere Säulen“, sagt Rogass. „Dazu gehören multitemporale Satellitenbeobachtungen, ein zum Patent angemeldetes Verfahren zur Spektralanalyse sowie unser Querschnittswissen von Geologie und Spektroskopie.“ Das Verfahren wird außerdem bereits für spektroskopische Analysen aus Drohnen- und Flugzeugbefliegungen sowie von Abbauwänden, Bohrkernen und Handstücken eingesetzt. Eine Grundlage für weitere Dienstleistungen ist damit vorhanden. Rogass: „Unser Ziel ist es, den Bergbau von der Prospektion über die Exploration und Extraktion bis hin zur Rohstofftransformation und dem Haldenmonitoring zu unterstützen, um der gesellschaftlichen Herausforderung nach umweltfreundlichem und effizientem Umgang mit Ressourcen bereits an der Quelle gerecht zu werden.“

Die zugrunde liegende Technologie der abbildenden Spektroskopie mit Hilfe multi- und hyperspektraler Satellitensensoren wird am GFZ bereits erfolgreich für land- und forstwirtschaftliche Zwecke routinemäßig eingesetzt. Aktuelle Forschungsvorhaben sollen die Detektion von Landminen und Munitionsresten ermöglichen, um bisher gesperrte Lebensräume nach einer Beräumung wieder zu erschließen.

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Ralf Nestler

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