Geofisica Scienze Geologiche - AA 2018-2019 - Università ...
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Geofisica Scienze Geologiche AA 2018-2019 Corso di LT, Dip. Di Fisica e Scienze della Terra, Università di Ferrara. Docente: Prof. Nasser Abu Zeid Studio: studio 215, lab. 215, II piano, Blocco B E-mail: a.nasser@unife.it Orario di ricevimento: disponibile sempre previa appuntamento Lunedì: 16.00-17.00 Martedì: 12.00-13.00
Gravimetria Metodo potenziale Metodo passivo accelerazione di gravità ( ) Proprietà fisica: densità All’interno della terra non è omogenea DENSITÁ: • rocce superficiali 2,75 g/cm3 (densità media delle rocce) • pianeta Terra 5.517 g/cm3
Densità sedimenti e rocce Densità media della Terra [~5,52 g/cm3], densità media della crosta: [2,7-2,75 g/cm3]
Proprietà fisiche: densità - effetto porosità Densità rocce Rocce Ignee Calcare Argilliti Arenaria Suolo e alluvionali Sali 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 rocce 1 matrice fluido Densità g/cm3
Proprietà fisiche: densità dei minerali
Spessore della crosta….numeri facili da ricordare Distribuzione gaussiana o normale o di Gauss
Distribuzione di Gauss La distribuzione normale (o distribuzione Gaussiana): • È la distribuzione continua di variabili causali più utilizzata in statistica perché diversi fenomeni continui, naturali, sembrano seguire, almeno approssimativamente, una distribuzione normale, • è simmetrica: la media e la mediana coincidono, ciò permette il confronto dei dati osservati con distribuzione sintetica. • È definita da 2 parametri: µ e σ ( con σ > 0)
Distribuzione di Gauss La distribuzione normale (o distribuzione Gaussiana): • È definita da 2 parametri: µ e σ ( con σ > 0) Il valore x = µ definisce la moda, la media e la mediana
Spessore della crosta terrestre (km) http://quake.wr.usgs.gov/research/structure/CrustalStructure/
I metodi potenziali Metodi passivi Gravimetria Geofisica Magnetismo altri metodi passivi Radiometrico Tellurico e Magnetetellurico Geofisica applicata Potenziali spontanei (metodi geoelettrici) 11
Capitolo: Gravimetria Con la prospezione gravimetrica vengono misurate Variazioni del campo gravitazionale terrestre allo scopo di: • Localizzare masse aventi densità superiore o inferiore al materiale circostante • Il metodo è classificata come tecnica geofisica passiva nato 1564-1642, Pisa • Fa parte dei metodi detti potenziali Gallileo Applicazioni principali: Prospezioni petrolifere: localizzazione bacini sedimentari Prospezioni geologico-strutturali: localizzazione corpi, faglie,… Prospezioni ingegneristiche: localizzazione cavità Prospezioni geotermiche: localizzazione e monitoraggio serbatoi geotermici Livellazione: misure geodetiche
Capitolo: Gravimetria 1589: Galileo Galilei effetto dell’accelerazione (unità di misura «gal» dell’accelerazione di gravità 1 gal=1 cm/s2 1 mgal=10-3 gal 1 g.u. (gravity unit)= 10-1 mgal = 10-4 gal nato 1564-1642, Pisa Quindi: g=9.8 m/s2 = 978 gal = 978.031,85 mgal = 9.780.318.5 g.u. (equatore) Gallileo 1685: legge universale di Newton 1735: Pierr Bouguer : variazione di g con latitudine altitudine topografia visibile e sepolta 1798: Cavendish determinò il valore di G o (g)
Capitolo: Gravimetria – gravità - valori Distanza Valore di g posizione dal centro della terra (m/s2) (m) Superfice 6.38 x 106 m 9.8 1000 km > 7.38 x 106 m 7.33 na 1564- Superficie T. to 1642, Pisa 2000 km > S. 8.38 x 106 m 5.68 Gallileo 3000 km > S. 9.38 x 106 m 4.53 4000 km > S. 1.04 x 107 m 3.70 Legge all’inverso del quadrato 5000 km > S. 1.14 x 107 m 3.08 6000 km > S. 1.24 x 107 m 2.60 1 = 2 7000 km > S. 1.34 x 107 m 2.23 8000 km > S. 1.44 x 107 m 1.93 9000 km > S. 1.54 x 107 m 1.69 10000 km > S. 1.64 x 107 m 1.49 50000 km > S. 5.64 x 107 m 0.13
L’accelerazione di gravità varia al variare della densità lateralmente Quindi in presenza di contrasto laterale di densità varia anche la g misurata in superficie. g: è una quantità vettoriale con direzione verticale alla superficie equipotenziale tipo il Geoide https://geoinfo.nmt.edu/geoscience/projects/astronauts/gravity_method.html
Risposta gravimetrica, magnetica ed elettrica di un sottosuolo mineralizzato proprietà fisiche dei mezzi geologici Proprietà fisiche di interesse per indagine indiretta «geofisica» Conduttività elettrica Densità (Ft) nT Suscettività magnetica Risposta Gravimetrica e Magnetometrica di giacimenti minerari(miniera di Saramaki, Finalndia (Ketola, 1979)
Risposta gravimetrica, magnetica ed elettrica di un sottosuolo mineralizzato proprietà fisiche dei mezzi geologici nT mgal Proprietà fisiche di interesse per indagine indiretta «geofisica» Conduttività elettrica Densità (Ft) nT Suscettività magnetica Risposta Gravimetrica e Magnetometrica di giacimenti minerari(miniera di Saramaki, Finalndia (Ketola, 1979)
Gravimetria: carte d’Italia Mappa valori di anomalia di Bouguer http://www.isprambiente.gov.it/Media/milion e_grav/milionegrav_2004/milione.htm
Gravimetria: carte d’Italia La carta contiene informazioni sulle anomalie di gravità a media scala e può essere considerata + come uno strumento utile per l’identificazione ei principali lineamenti strutturali e per delineare i principali elementi geologici a scala regionale. Si riscontrano anomalie positive (giallo rosso viola) di Bouguer lungo il margine ligure e tirrenico della penisola con altri massimi relative nella zona del corpo d’Ivrea e dei colli Euganei. Queste anomalie positive sono generalmente indice di una presenza di crosta assottigliata (circa 20 km) che appare con forte evidenza dove la Moho risale fino a 5-10 km in alcune zone con presenza di vulcani attivi. Si riscontrano anomalie negative (verde blu) di Bouguer a grande lunghezza d’onda lungo le Alpi, in relazione ad una radice crostale ben definita (anche 60-70 km) con altre anomalie distribuite lungo la penisola dal Piemonte alla Sicilia ad indicare presenza di una litosfera in subduzione e di bacini sedimentari (alcuni dei quali con presenza di idrocarburi). Verso lo Ionio si osservano gradienti - che tendono verso valori fortemente positivi in corrispondenza ad una risalita del mantello e alla presenza di un sottile strato di sedimenti http://www.isprambiente.gov.it/Media/milion e_grav/milionegrav_2004/milione.htm
Gravimetria: carte d’Italia + eccesso di massa Mappa valori di anomalia di Bouguer -mancanza di massa http://www.isprambiente.gov.it/Media/milion Anomalie gravimetriche e_grav/milionegrav_2004/milione.htm possono essere positive, negative o nulle
Gravimetria: carte d’Italia + eccesso di massa Mappa valori di anomalia di Bouguer -mancanza di massa http://www.isprambiente.gov.it/Media/milion Interpretazione: localizzare zone arrichite di e_grav/milionegrav_2004/milione.htm sostanze magnetizzate
Gravimetria: carte d’Italia + eccesso di massa Mappa valori di anomalia di Bouguer -mancanza di massa http://www.isprambiente.gov.it/Media/milion e_grav/milionegrav_2004/milione.htm
metodi gravimetrici Fine parte 1
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