METODI GEOFISICI DI ESPLORAZIONE

L'obiettivo principale del corso è quello di fornire agli studenti gli strumenti necessari per trattare ed utilizzare i dati geofisici in modo da poterne ricavare informazioni sul sottosuolo.

Le principali conoscenze e abilità acquisite riguarderanno:
- i metodi gravimetrici;
- i metodi geomagnetici;
- la sismologia applicata;
- i metodi elettromagnetici;

- la valutazione della risposta sismica locale.

Lezioni frontali ed esercitazioni.

Conoscenze di fisica, matematica e fisica terrestre.

Obbligatoria.

Introduzione1: Metodi geofisici e loro applicabilità. Progettazione di una campagna geofisica: identificazione dell’obbiettivo, selezione delle stazioni d’intervallo, disturbo.

Introduzione2: Analisi dei dati: conversione analogico-digitale, analisi spettrale, convoluzione, deconvoluzione, correlazione, filtraggio, esercitazioni.

Metodo gravimetrico: Principi fisici, misure di gravità, correzioni alle misure gravimetriche, anomalia di Bouguer, metodi interpretativi (campo regionale e residuo, anomalie dovute a corpi con diverse geometrie, determinazione della profondità e della massa), applicazioni e case histories, esercitazioni.

Metodo geomagnetico: Principi fisici ed unità del geomagnetismo, proprietà magnetiche delle rocce (suscettività delle rocce e dei minerali), il campo magnetico terrestre (componenti dal campo magnetico terrestre, variazioni temporali del campo), magnetometri, campagna d’indagine magnetica, interpretazione qualitativa, interpretazione quantitativa (anomalie dovute a corpi con diverse geometrie, determinazione della profondità), applicazioni e case histories.

Sismologia applicata: Onde sismiche, riflessione e trasmissione dei raggi incidenti, rifrazione critica, diffrazione, attenuazione intrinseca, divergenza sferica, scattering, sorgenti sismiche, individuazione e registrazione delle onde sismiche, esercitazioni.

Sismica a rifrazione: Semispazio e dromocrona delle onde dirette, strato orizzontale e dromocrona delle onde rifratte, strati orizzontali, strato inclinato, rifrattori non-planari, survey, applicazioni e case histories, esercitazioni.

Sismica a riflessione: Strato orizzontale e dromocrona delle onde riflesse, normal moveout, strati orizzontali e velocità rms, riflessioni multiple, survey e risoluzione orizzontale-verticale, data processing, applicazioni e case histories, attributi e DHI, esercitazioni.

Sismica mediante onde di superficie: curve di dispersione, velocità di fase, velocità di gruppo, metodi attivi (MASW), metodi passivi (ReMi, ESAC, HVSR), esercitazioni.

Ground Penetrating Radar: Principi fisici, proprietà dielettriche del materiale, acquisizione dei dati, analisi dei dati, tecniche interpretative, applicazioni e case histories, esercitazioni.

Risposta sismica locale: spettro di risposta, calcolo della risposta sismica locale, strutturazione di uno studio di risposta sismica locale mediante modellazione numerica, esercitazioni.

• An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition), J.M. Reynolds, Wiley-Blackwell Editore, 2011.
• Fundamentals of Geophysics, William Lowrie, 2011.
• An Introduction to Geophysical Exploration, P. Kearey et al., Blackwell Editore, 2002.
• Surface wave analysis for near surface applications. Giancarlo Dal Moro.
• Manuale pratico di risposta sismica locale. Dal sismogramma allo spettro di progetto con Rexel e Strata.
• Dispense.

L'esame consiste in una prova orale di circa 30 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma.

• Quali sono le analogie e le differenze tra i diversi metodi sismici di esplorazione?
• Da cosa dipende la profondità massima investigabile con un profilo geofisico?
• Analogie e differenze tra indagini GPR e indagini sismiche a riflessione.
• Descrivi i diversi step di pianificazione di un survey geofisico.
• Parla delle misure di accelerazione di gravità.
• Illustra i diversi comportamenti magnetici dei materiali.
• Illustra i principali step del data processing in un survey di sismica a riflessione.
• Descrivi in cosa consiste il metodo GPR.
• Illustra in cosa consiste la conversione analogico-digitale, soffermandoti sul campionamento della variabile indipendente (frequenza di campionamento) e dipendente (range dinamico).
• Illustra cosa si intende per anomalia di gravità regionale e anomalia di gravità residua, e come esse possono essere separate.
• Descrivi gli strumenti di misura nei metodi geomagnetici.
• Descrivi le sorgenti sismiche che conosci.
• Illustra cos’è l’equazione di Dix e per cosa si utilizza.
• Illustra cosa si intende per strati hidden e blind in sismica a rifrazione.
• Illustra in cosa consistono le tecniche MASW e ReMi.
• Descrivi i diversi step per la valutazione della risposta sismica locale.