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1 Geofisica Applicata applicazioni geologico-ambientali Giorgio Cassiani Dipartimento di Geoscienze Università di Padova, Italia

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Presentazione sul tema: "1 Geofisica Applicata applicazioni geologico-ambientali Giorgio Cassiani Dipartimento di Geoscienze Università di Padova, Italia"— Transcript della presentazione:

1 1 Geofisica Applicata applicazioni geologico-ambientali Giorgio Cassiani Dipartimento di Geoscienze Università di Padova, Italia

2 2 Testi di riferimento Introduction to Applied Geophysics H.R. Burger, A.F. Sheehan, C.H. Jones W.W. Norton & Company; ISBN: An Introduction to Applied and Environmental Geophysics John M, Reynolds John Wiley and Sons Ltd; ISBN: Applied Geophysics W.M. Telford, L.P. Geldart, R.E. Sheriff Cambridge University Press; ISBN: Principles of Applied Geophysics D.S. Parasnis Kluwer Academic Publishers; ISBN: Exploration Seismology R.E. Sheriff, L.P. Geldart Cambridge University Press; ISBN: Environmental and Engeneering Geophysics Sharma Cambridge University Press; ISBN:

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9 9 Geofisica Applicata PARTE 1 a Introduzione: a cosa serve la geofisica applicata Concetti di analisi del segnale e di inversione Geoelettrica e tomografia elettrica Sismica Metodi a potenziale (gravimetria e magnetismo) Metodi elettromagnetici GPR PARTE 2 a Applicazioni ambientali con esempi da letteratura Esercitazioni

10 10 La misura geofisica strumento dominio di investigazione G = quantità geofisica misurata P = parametro geofisico del sottosuolo che condiziona G G = G(P, F = condizioni forzanti)

11 11 G = G(P, F) è il modello diretto Per esempio: G = campo gravitazionale, P = densità, F = campo della Terra (gravimetria) (metodo passivo) G = potenziale elettrico, P = resistività, F = corrente iniettata (geoelettrica) G = vibrazione del suolo, P = velocità delle onde elastiche, F = sorgente (sismica) G = campo elettrico, P = velocità delle onde EM, F = impulso elettrico (GPR) G = campo magnetico, P = suscettibilità magnetica, F = campo della Terra (magnetismo) (metodo passivo)

12 12 P = G -1 (G, F) deriva la distribuzione di densità da misure gravimetriche deriva la distribuzione di resistività da misure geoelettriche in CC deriva la distribuzione di velocità sismica da misure sismiche deriva la distribuzione di velocità EM da misure GPR è il modello inverso Per esempio: deriva la distribuzione di suscettività da misure magnetiche

13 13 FISICA MISURA ED ANALISI IN GEOFISICA APPLICATA parametro fisico P segnale G PROCESSING INVERSIONE distribuzione di P (stimata) informazione per lutente MISURA ANALISI

14 14 NON UNICITA DELLA INTERPRETAZIONE segnale G PROCESSING INVERSIONE INTERPRETAZIONE modello concettuale del sottosuolo 1 modello concettuale del sottosuolo 2 modello concettuale del sottosuolo N segnale NON osservato modello concettuale del sottosuolo X …

15 15 NON UNICITA DELLA INTERPRETAZIONE talora indeterminatezza matematicamente talora problemi mal posti molto sensibili a dati con rumore

16 16 segnale G PROCESSING INVERSIONE INTERPRETAZIONE modello concettuale del sottosuolo 1 modello concettuale del sottosuolo 2 modello concettuale del sottosuolo N La scelta si effettua sulla base di informazioni ausiliarie, p.es. sulla geologia … NON UNICITA DELLA INTERPRETAZIONE

17 17 segnale G 1 PROCESSING INVERSIONE INTERPRETAZIONE modello concettuale del sottosuolo 1 modello concettuale del sottosuolo 2 modello concettuale del sottosuolo n modello concettuale del sottosuolo N segnale G 2 PROCESSING INVERSIONE INTERPRETAZIONE … … NON UNICITA DELLA INTERPRETAZIONE

18 18 METODI GEOFISICI APPLICAZIONI Geoelettrica Sismica Georadar Metodi EM Gravimetria Magnetismo... Esplorazione per idrocarburi Esplorazioni per minerali Studi ingegneristici Studi idrogeologici Identificazione di contaminanti Studi geologici regionale Applicazioni forensi Studi archeologici... ?

19 19 METODI GEOFISICI APPLICAZIONI La scelta viene fatta in base dei seguenti criteri: lobiettivo dellapplicazione deve essere compatibile con la grandezza fisica misurata ll metodo deve aver sufficiente risoluzione spaziale (e temporale) e sufficiente penetrazione costo logistica impatto ambientale

20 20 Lobiettivo dellapplicazione deve essere compatibile con la grandezza fisica G misurata: ovvero deve esistere CONTRASTO fra i parametri fisici P in zone diverse, per cui il metodo può identificare la struttura del sottosuolo ANOMALIE

21 21 Lobiettivo dellapplicazione deve essere compatibile con la grandezza fisica misurata: deve esistere contrasto in zone diverse, per cui il metodo può identificare la struttura o le caratteristiche del sottosuolo modello geofisico modello geologico mondo reale

22 22 PROPRIETA FISICHE sismica: moduli elastici e densità gravimetria: densità metodi magnetici: suscettività e magn. permanente geoelettrica: conduttività elettrica metodi elettromagnetici: conduttività elettrica polarizzazione indotta: conduttività elettrica complessa potenziale spontaneo: conduttività elettrica e sorgenti ground penetrating radar: costante dielettrica

23 23 Inoltre il metodo prescelto deve avere sufficiente risoluzione spaziale e sufficiente penetrazione. risoluzione verticale risoluzione orizzontale max penetrazione

24 24 la logistica: facilità di accesso trasporto di equipaggiamento tempo atmosferico e stagione permessi di passaggio/accesso permessi operativi pianificazione del survey: geometria campionamento spazio/tempo progettazione sulla base delle anomalie attese presentazione dei risultati (linee, mappe, sezioni, 3D)

25 25 Il campionamento spaziale e temporale

26 26 INTERPOLAZIONE DI DATI SPARSI ED ESTRAPOLAZIONE

27 27 RUMORE GEOFISICO Il rapporto segnale/rumore

28 28 RUMORE GEOFISICO Rumore coerente (deterministico) e Rumore incoerente (stocastico)

29 29 Per tutti i METODI: Principi fisici (grandezze misurate) Risoluzione, profondità, punti di forza e limitazioni Acquisizione dati Processing dati ed inversione Interpretazione Esempi di applicazione Riferimenti bibliografici


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