Resumen de Advanced data processing of airborne electromagnetic data for imaging hidden conduit networks in the coastal karst plain of Tulum (Mexico)

A. Schiller, I. Schattauer, D. Ottowitz

• español

  El presente trabajo es el resultado de la colaboración internacional en investigación que comenzó en 2007 y que todavía continúa. El área de estudio se encuentra en la Península de Yucatan (México) y comprende el extremo norte de la reserva de la biósfera de Sian Ka’an, la población de Tulum en el estado de Quintana Roo, y parte del segundo arrecife de barrera más grande del mundo y que se encuentra a entre 300 y 1000 m de la playa. Se realizaron dos campañas aerotransportadas, en los años 2007 y 2008, por el Servicio Geológico de Austria, cubriendo un área de unos 200 km2, y que incluyó el bien conocido sistema kárstico Ox Bel Ha, que ya había sido cartografiado mediante espeleobuceo. A fin de contar con más datos de campo para verificación y para entrada al modelo hidrológico, se han llevado a cabo campañas anuales de prospección geofísica en superficie. El primer procesado de los datos electromagnéticos aerotransportados reveló no solo una fuerte señal de las cuevas ya conocidas, sino también la existencia de una extensa red de conductos kársticos desconocidos anteriormente y por lo tanto todavía inexplorados. Sin embargo, la resolución lateral y en profundidad fue limitada debido al ruido y deriva de la medición; así como por las características específicas de la técnica de inversión aplicada. Como resultado de esta investigación se desarrollaron nuevos algoritmos para un postproceso cuidadoso de los datos electromagnéticos aerotransportados e inversión de los resultados que permiten mejorar significativamente la relación señal/ruido y posibilitan la cartografía detallada de las estructuras subterráneas. Finalmente se concluye que el método de mediciones electromagnéticas aerotransportadas es ahora un método capaz de proveer rápidamente de información sobre la estructura de sistemas kársticos y su funcionamiento hidrológico para áreas de difícil acceso; así como información en profundidad única si se compara con resultados previos.

• English

  This study is part of a series of international research cooperations which commenced in 2007 and are still ongoing. The study area is located on the east coast of the Yucatan Peninsula, Mexico, and comprises the northern most part of the Sian Ka’an biosphere reserve, a coastal wetland of international importance, as well as the city of Tulum in the state of Quintana Roo, and part of the second largest barrier reef in the world some 300 metres to one kilometre off shore. Two airborne surveys, conducted in 2007 and 2008 by the Geological Survey of Austria, covered an area of some 200 square kilometres, including the well-known Ox Bel Ha cave system, already mapped by exploration divers. In order to get additional ground truth data and input for the hydrological model, extended ground geophysical campaigns have been conducted annually.

  The first processing of the airborne electromagnetic (AEM) data revealed not only a clear signature from known caves but also the image of a vast, unexplored, hidden conduit network. However, lateral and depth resolution was limited due to measurement drift and noise as well the specific behaviour of the applied inversion technique. Newly developed algorithms for processing AEM data and inversion results have improved the signal-to-noise ratio significantly and enabled the imaging of well defined structures in the underground. Therefore, the AEM method is now capable of quickly deliver crucial structural information of karst-water regimes in difficult accessible areas with unique depth information compared to previous studies.