Abstrakt

Forensische Forschung 2015: Bodenradar zur Identifizierung geheimer Bestattungen – Sara Gale – Geophysical Survey Systems, Inc.

Sarah Gale

Bodenradar (GPR) ist eine nichtinvasive geophysikalische Methode, mit der alles von Betonstahl bis hin zu arktischen Gletschern identifiziert und kartiert wird. Seit den frühen 1980er Jahren wird es auch an Tatorten verwendet, um heimliche Bestattungen und vergrabene Beweise zu finden. Dieses Poster bietet eine Einführung in GPR zur Identifizierung heimlicher Bestattungen und behandelt einige der Herausforderungen bei der Anwendung dieser Technologie im Feld. Bodenradar (GPR) ist eine geophysikalische Technik, die Radarpulse verwendet, um den Untergrund abzubilden. Diese zerstörungsfreie Technik verwendet elektromagnetische Strahlung im Mikrowellenband (UHF/VHF-Frequenzen) des Funkbereichs und identifiziert die reflektierten Signale von unterirdischen Strukturen. GPR kann in einer Vielzahl von Medien eingesetzt werden, darunter Gestein, Erde, Eis, Süßwasser, Asphalt und Strukturen. Unter den richtigen Bedingungen können Fachleute GPR verwenden, um unterirdische Objekte, Änderungen der Materialeigenschaften sowie Hohlräume und Risse zu identifizieren. GPR verwendet hochfrequente (normalerweise gebündelte) Radiowellen, normalerweise im Bereich von 10 MHz bis 2,6 GHz. Ein GPR-Sende- und Empfangsgerät strahlt elektromagnetische Energie in den Boden ab. Wenn die Energie auf einen beschichteten Gegenstand oder eine Grenze zwischen Materialien mit unterschiedlichen Permittivitäten trifft, kann sie reflektiert, gebrochen oder wieder an die Oberfläche abgeleitet werden. Ein empfangendes Funkkabel kann dann die Variationen im Empfangssignal aufzeichnen. Die verwendeten Standards ähneln der Seismologie, mit der Ausnahme, dass GPR-Techniken elektromagnetische Energie anstelle von akustischer Energie erfassen und Energie an Grenzen reflektiert werden kann, an denen sich die elektrischen Eigenschaften des Untergrunds ändern, anstatt der mechanischen Eigenschaften des Untergrunds, wie dies bei seismischer Energie der Fall ist. Die elektrische Leitfähigkeit des Bodens, die übertragene Fokusfrequenz und die emittierte Leistung können alle den effektiven Tiefenbereich der GPR-Analyse einschränken. Eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit schwächt die präsentierte elektromagnetische Welle ab, wodurch die Eindringtiefe abnimmt. Aufgrund von Frequenzdämpfungsfaktoren dringen höhere Frequenzen nicht so gut ein wie niedrigere Frequenzen. Höhere Frequenzen können jedoch eine bessere Auflösung liefern. Daher ist die Arbeitsfrequenz immer ein Kompromiss zwischen Auflösung und Eindringtiefe. Die optimale Tiefe der unterirdischen Eindringtiefe wird im Eis erreicht, wo die Eindringtiefe bei niedrigen GPR-Frequenzen mehrere tausend Meter erreichen kann (bis zum Felsgestein in Grönland). Trockene Sandböden oder große trockene Materialien wie Stein, Kalkstein und Zement neigen dazu, widerstandsfähiger als leitfähig zu sein, und die Eindringtiefe kann bis zu 15 Meter (49 Fuß) betragen. In nassen oder erdhaltigen Böden und Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit kann die Eindringtiefe jedoch nur einige Zentimeter betragen.Bodenführende Radarfunkkabel haben in der Regel Kontakt mit dem Boden, um eine möglichst starke Signalqualität zu gewährleisten. Luftgestützte GPR-Empfangskabel können jedoch auch über dem Boden eingesetzt werden. Das bohrlochübergreifende GPR hat sich im Bereich der Hydrogeophysik als wichtige Methode zur Messung der Präsenz und Menge von Bodenwasser etabliert. GPR hat zahlreiche Anwendungen in verschiedenen Bereichen. In den Geowissenschaften wird es zur Untersuchung von Felsgestein, Böden, Grundwasser und Eis eingesetzt. Es ist von Nutzen bei der Suche nach Goldbrocken und Edelsteinen in alluvialen Gesteinsbetten, indem es häufige Fallen in bedeckten Flussbetten findet, die das Potenzial haben, schwerere Partikel anzusammeln. Der chinesische Mondforscher Yutu hat an seiner Unterseite ein GPR, um den Boden und die Hülle des Mondes zu untersuchen. Zu den Konstruktionsanwendungen gehören die zerstörungsfreie Prüfung (NDT) von Gebäuden und Asphalt, die Suche nach bedeckten Gebäuden und Versorgungsleitungen sowie die Untersuchung von Böden und Felsgestein. Bei der Umweltsanierung wird GPR zur Identifizierung von Mülldeponien, Schadstoffspitzen und anderen Sanierungsgebieten verwendet, während es in der Paläontologie zur Kartierung archäologischer Stätten und Friedhöfe eingesetzt wird. GPR wird in der Strafverfolgung zur Suche nach versteckten Gräbern und verdeckten Beweisen eingesetzt. Militärische Anwendungen umfassen die Erkennung von Minen, nicht explodierten Waffen und Tunneln. Bohrlochradare, die GPR verwenden, werden zur Abgrenzung von Strukturen von einem Bohrloch aus in unterirdischen Bergbauanwendungen eingesetzt. Moderne gerichtete Bohrlochradarsysteme können dreidimensionale Bilder aus Messungen in einem einzelnen Bohrloch erstellen. Eine der anderen wichtigen Anwendungen für Bodenradare ist die Suche nach unterirdischen Versorgungsleitungen. Herkömmliche elektromagnetische Ortungsgeräte für Versorgungsleitungen setzen voraus, dass Versorgungsleitungen leitfähig sind. Diese Geräte sind nicht geeignet, um Kunststoffrohre oder feste Sturm- und Abwasserkanäle zu finden. Da GPR Unterschiede in den dielektrischen Eigenschaften im Untergrund erkennt, kann es sehr effektiv zur Suche nach nichtleitenden Versorgungsleitungen sein. GPR wurde häufig in der Fernsehsendung Time Group von Channel 4 eingesetzt, in der die Technologie zur Bestimmung eines geeigneten Gebiets für die Untersuchung durch Ausgrabungsmethoden verwendet wurde. 1992 wurde GPR verwendet, um 150.000 Pfund in bar zurückzuerhalten, die der Entführer Michael Sams als Bestechungsgeld für einen Landminenarbeiter erhalten hatte, den er erbeutet hatte, nachdem Sams das Geld in einem Feld versteckt hatte. Radar reagiert empfindlich auf Veränderungen in der Materialzusammensetzung, die Erkennung von Veränderungen erfordert Entwicklung. Beim Durchsuchen fester Objekte mit Oberflächen- oder Bodenradar muss die Ausrüstung zusammen bewegt werden, damit das Radar das vordefinierte Gebiet durch Suchen nach Unterschieden in der Materialzusammensetzung analysieren kann. Während es Objekte wie Trichter, Hohlräume und Erde erkennen kann, kann es die spezifischen Materialien wie Gold und Edelsteine ??nicht identifizieren. Es kann jedoch hilfreich sein, unterirdische Kartierungen potenzieller Edelsteinvorkommen bereitzustellen,oder „Drinnen“. Die Messwerte können durch Feuchtigkeit im Boden verfälscht werden und sie können Perlenvorkommen nicht von solchen ohne Diamanten unterscheiden. Bei der Bestimmung der Tiefenkapazität bestimmt der Frequenzbereich des Funkkabels die Größe des Empfangskabels und die Tiefenkapazität. Die zu überprüfende Netzwerkaufteilung hängt von der Größe der zu erkennenden Ziele und den gewünschten Ergebnissen ab.