Appunti fisica terrestre

DUE STRATI ORIZZONTALI

Al solito abbiamo la fase delle onde diretta, la seconda incide con l'angolo di incidenza critico. La terza incide con un angolo minore, quindi l'angolo di rifrazione sarà minore di 90° e riuscirà ad arrivare alla seconda discontinuità. Quando arriva alla seconda discontinuità incide con un nuovo angolo di incidenza critico, perché ciò che vediamo è che nel terzo mezzo c'è una rifrazione di 90°.

I due angoli di rifrazione critica non sono uguali, perché l'angolo dipende dalle velocità del mezzo, e il primo mezzo ha una velocità minore rispetto al secondo.

Le incognite da trovare in questo caso saranno v1, v2, v3 e gli spessori z1 e z2.

Procediamo per gradi come fatto in precedenza: si fa il picking dei primi arrivi delle onde e si tracciano le rette. Ciò che ottengo sono delle informazioni di distanza e tempo per

Daniel Cucugliato | Sismica a rifrazione 78

Le caratteristiche dei survey sono differenti a seconda della scala del survey, e del fatto che si faccia su terra o in mare.

Se si considera un survey a piccola scala su terra, per esempio per la creazione di fondamenta, la sismica a rifrazione può essere usata per individuare la superficie della falda o il basamento roccioso. In tal caso:

• Gli stendimenti dei geofoni sono pari a circa 100 m. La profondità di indagine raggiunta è circa 1/3 della lunghezza dello stendimento (30 m). Se si volesse aumentare la profondità occorrerebbe aumentare la lunghezza.
• Si possono utilizzare 24-48 geofoni, collegati da un medesimo cavo, ed equidistanti.
• Dato le distanze d'indagine, come sorgente basta un martello su piastra (onde sismiche superiori a 100 Hz), tuttavia se i terreni da attraversare sono fortemente attenuanti si possono utilizzare piccoli esplosivi, baffalo guns o fucili.
• L'accuratezza richiesta nella stima dei travel

La condizione prevedeva che la velocità dovesse essere maggiore all'aumentare della profondità. La determinazione della distanza critica è importante perché sappiamo che oltre tale distanza le onde non verranno rifratte ma solo riflesse, ciò implica che avranno una maggiore ampiezza. Generalmente però si utilizzano le onde della zona subcritica, uno dei motivi è che in questa zona non arrivano i raggi criticamente rifratti, al contrario arrivano nella zona supercritica costituendo un noise. Un altro motivo è che quando si utilizzano gli algoritmi per il processing, più raggi tendono alla verticalità e più semplice sarà l'elaborazione dei dati, quindi, più i raggi saranno vicini alla sorgente e più saranno verticali.

Il tempo impiegato dall'onda è praticamente doppio, cioè il tempo di propagazione e poi il tempo di ritorno.

In superficie, si dice two-way time, esso dipende al solito dalla velocità del mezzo e dalla profondità. La velocità del singolo strato nella sismica a riflessione si definisce velocità intervallare. Essa equivale al rapporto tra lo spessore e il one-way travel time (solo andata o solo ritorno). L'assunzione è che il raggio sia verticale affinché l'equazione sia valida, diversamente, se il raggio fosse obliquo la sua distanza non corrisponderebbe allo spessore reale dello strato.

Dromocrona delle onde riflesse: termine con cui si indica la relazione matematica che unisce il travel time con l'offset, quindi il tempo di tragitto con la distanza tra sorgente e geofono. Nel caso in cui l'interfaccia è planare, metà del tempo di tragitto impiegato da A a B nella distanza è uguale al tragitto sorgente-B. Per calcolare metà del tragitto percorso dall'onda sfruttiamo...

significa che se xlo tendessimo all'infi-nito, cioè allontanassimoil geofono dalla sorgenteall'infinito, i due tempi ditragitto coincideranno.

Daniel Cucugliato | Sismica a riflessione 91

Le onde riflesse arrivano sempre in coda (per ultime), significa che arrivano su un segnale di-sturbato, ed è questo il motivo per il quale il processing del dato è molto complesso.

C'è un punto tra le onde riflesse e le onde rifratte comune, un punto tangente. Significa che aquell'offset le onde hanno lo stesso tempo di tragitto.

Il primo raggio, che incide con un angolo di incidenza critico, produce un raggio criticamenterifratto e un'onda riflessa (che ci permette di determinare la distanza di crossover).

La prima onda riflessa che si produce è praticamente la prima onda criticamente rifratta, il cui tragitto nel secondo mezzo è pari a 0. Cioè quest'onda incide con l'angolo di incidenza critico,

Daniel Cucugliato |

Il raggio di curvatura dipenderà dalla velocità di propagazione. All'aumentare della velocità si riduce la curvatura dell'iperbole, perché si riducono i tempi.

Per entrambi i fattori (spessore e velocità) la relazione con la curvatura è inversa, all'aumentare di uno diminuisce l'altro.

Per ricavare spessore e velocità con un'iperbole usiamo il metodo t-x:

Con questo metodo trasformiamo l'iperbole in una retta, potendo determinare la velocità e lo spessore come facevamo per onde dirette e rifratte. (Valido per superficie planare e perfettamente orizzontale) La profondità di investigazione nella rifrazione è circa pari a 1/3 dello stendimento dei geofoni (qui è scritto che è circa 1/10). Per la riflessione la profondità di investigazione corrisponde alla lunghezza dello stendimento.

Daniel Cucugliato | Campo

gravitazionale e metodi gravimetrici

Le indagini gravimetriche misurano le variazioni spaziali dell'accelerazione di gravità. L'accelerazione di gravità dipende molto dalla massa, e quindi dalla densità, dalle distribuzioni delle densità. Un eccesso di massa determina un aumento dell'accelerazione di gravità, o al contrario una piccola massa (cavità) determina una diminuzione dell'accelerazione

Le basi fisiche dei metodi gravimetrici si basano su due delle leggi di Newton

Daniel Cucugliato | Campo gravitazionale e metodi gravimetrici