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Una panoramica sulla geofisica. Capitolo 17 - An overview of geophysics. Chapter 17

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Metodi geofisici sismici. Nozioni di base - Geophysical seismic methods. Basics.

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Una panoramica sulla geofisica. Capitolo 17 - An overview of geophysics. Chapter 17

  1. 1. 2005-2014 UNA PANORAMICA SULLA GEOFISICA (BILINGUE) AN OVERVIEW OF GEOPHYSICS (BILINGUAL) mngfnc@yahoo.com09-AE 4a UNITA’ - Metodi Geofisici Sismici 4th UNIT – Geophysical Seismic Methods Chapter 17  The Seismic methods Basics Capitolo 17  I metodi Sismici Nozioni di base
  2. 2. 2005-2014 UNA PANORAMICA SULLA GEOFISICA (BILINGUE) AN OVERVIEW OF GEOPHYSICS (BILINGUAL) mngfnc@yahoo.com09-AE 17-Nozioni di base 17-Basics Seismic is the most powerful indirect subsurface investigation tool. Particularly the Reflection method can give a detailed picture of the buried bodies. 3D surveys allow also to create a continuous volume of data, and sometimes petro-physical characteristics of the geological bodies can be defined with special processing techniques. 4a UNITA’ - Metodi Geofisici Sismici 4th UNIT – Geophysical Seismic Methods La Sismica è il più potente strumento di indagine indiretta del sottosuolo. In particolare il metodo a riflessione può dare un quadro dettagliato dei corpi sepolti. Le indagini 3D inoltre consentono di creare un volume continuo di dati, ed elaborazioni speciali sono a volte in grado di definire alcune caratteristiche petro-fisiche dei corpi geologici.
  3. 3. 2005-2014 UNA PANORAMICA SULLA GEOFISICA (BILINGUE) AN OVERVIEW OF GEOPHYSICS (BILINGUAL) mngfnc@yahoo.com09-AE Various sources of Seismic waves are used: Explosive, Vibrators, Air and Water guns, Weight dropping, etc. The instruments used to detect the seismic rays arriving to the surface are called Geophones or Seismometers. All the waves (water, sound, light etc.) behave in a similar way. The Wave spreads out from a source as an expanding sphere In a homogeneous medium. 4a UNITA’ - Metodi Geofisici Sismici 4th UNIT – Geophysical Seismic Methods Si utilizzano varie fonti di onde sismiche: Esplosivo, Vibratori, Cannoni ad aria e acqua, Masse cadenti, ecc. Gli strumenti utilizzati per rilevare i raggi sismici che arrivano alla superficie sono chiamati Geofoni o Sismografi. Tutte le onde (acqua, suono, luce ecc.) si comportano in modo simile. In un mezzo omogeneo. l'onda si diffonde da una sorgente come una sfera in espansione 17-Nozioni di base 17-Basics
  4. 4. 2005-2014 UNA PANORAMICA SULLA GEOFISICA (BILINGUE) AN OVERVIEW OF GEOPHYSICS (BILINGUAL) mngfnc@yahoo.com09-AE Huygens’ principle: all points of a wave front can be regarded as new sources of wavelets that expand in every direction at a rate depending on their velocities. Actually a seismic wave that encounters an interface separating two different elastic media becomes a centre from which longitudinal and transverse waves spread out. But usually mainly the P waves are used in the seismic surveys. So this subject is not examined in depth in this presentation. 4a UNITA’ - Metodi Geofisici Sismici 4th UNIT – Geophysical Seismic Methods Principio di Huygens: tutti i punti di un fronte d'onda si possono considerare nuove fonti di ondine che si espandono in ogni direzione ad un ritmo legato alle loro velocità. In realtà un'onda sismica che incontra un'interfaccia, che separa due mezzi elastici differenti, diviene un centro da cui si irradiano onde longitudinali e trasversali. Di solito principalmente le onde P sono utilizzate nei rilievi sismici. Quindi questo argomento non è approfondito in questa presentazione. 17-Nozioni di base 17-Basics
  5. 5. 2005-2014 UNA PANORAMICA SULLA GEOFISICA (BILINGUE) AN OVERVIEW OF GEOPHYSICS (BILINGUAL) mngfnc@yahoo.com09-AE Seismic methods are based on the properties of the seismic waves. 4a UNITA’ - Metodi Geofisici Sismici 4th UNIT – Geophysical Seismic Methods Reflection, Refraction and Diffraction are the main phenomena produced during the wave propagation inside the media. Physical attibutes of a seismic wave. Caratte- ristiche fisiche di un’onda sismica. I metodi Sismici si basano sulle proprietà delle onde sismiche. Riflessione, Rifrazione e Diffrazione sono i principali fenomeni prodotti durante la propagazione delle onde nei materiali. 17-Nozioni di base 17-Basics
  6. 6. 2005-2014 UNA PANORAMICA SULLA GEOFISICA (BILINGUE) AN OVERVIEW OF GEOPHYSICS (BILINGUAL) mngfnc@yahoo.com09-AE Reflection/Refraction : The amount of energy reflected depends on the contrast in acoustic impedance on the opposite sides of the interface. 4a UNITA’ - Metodi Geofisici Sismici 4th UNIT – Geophysical Seismic Methods When the medium containing the incident ray has a bigger acoustic impedance than the medium on the other side of the interface, the phase of the reflected ray is shifted of 180 degrees. I.e. a compression become a rarefaction. Riflessione / Rifrazione : La quantità di energia riflessa dipende dal contrasto di impedenza acustica sui lati opposti della interfaccia. Quando il mezzo contenente il raggio incidente ha impedenza acustica più grande di quello sull'altro lato dell'interfaccia, la fase del raggio riflesso è spostata di 180 gradi. Cioè una compressione diventa una rarefazione. Gli angoli di riflessione e rifrazione sono legati all'angolo di incidenza. l'angolo di rifrazione è anche funzione del contrasto di velocità (legge di Snell). Impedenza acustica = prodotto della densità per la velocità. Acoustic Impedance = product of the density by the velocity. The angles of reflection and refraction are linked to the angle of incidence. The refraction angle is also a function of the velocity contrast (Snell’s law). 17-Nozioni di base 17-Basics
  7. 7. 2005-2014 UNA PANORAMICA SULLA GEOFISICA (BILINGUE) AN OVERVIEW OF GEOPHYSICS (BILINGUAL) mngfnc@yahoo.com09-AE When the angle of incidence is such that the refracted angle θ2 becomes 900, that specific incidence angle is known as critical angle. 4a UNITA’ - Metodi Geofisici Sismici 4th UNIT – Geophysical Seismic Methods The resulting refracted ray travels along the interface. No refraction exists if the angle of incidence exceed the critical angle Quando l’angolo di incidenza è tale che l’angolo di rifrazione θ2 diventa di 900, quell’angolo specifico di incidenza è noto come angolo critico. Il risultante raggio rifratto viaggerà lungo l'interfaccia. Nessuna rifrazione può esistere se l'angolo di incidenza supera l'angolo critico 17-Nozioni di base 17-Basics
  8. 8. 2005-2014 UNA PANORAMICA SULLA GEOFISICA (BILINGUE) AN OVERVIEW OF GEOPHYSICS (BILINGUAL) mngfnc@yahoo.com09-AE The S waves travel at lower speed compared to P waves. An average gives a velocity that is two-third of the velocity of the P waves. 4a UNITA’ - Metodi Geofisici Sismici 4th UNIT – Geophysical Seismic Methods Le onde S viaggiano a velocità inferiore rispetto alle onde P. In media la velocità è due terzi di quella delle onde P. 17-Nozioni di base 17-Basics

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