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Percorso della pagina
  1. Area di Scienze
  2. Corso di Laurea Magistrale
  3. Scienze e Tecnologie Geologiche [F7402Q - F7401Q]
  4. Insegnamenti
  5. A.A. 2021-2022
  6. 1° anno
  1. Prospezioni Geofisiche
  2. Introduzione
Insegnamento Titolo del corso
Prospezioni Geofisiche
Codice identificativo del corso
2122-1-F7401Q005
Descrizione del corso SYLLABUS

Syllabus del corso

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Obiettivi

Fornire gli strumenti teorici e pratici: per applicare correttamente i metodi di prospezione geofisica (sismica a rifrazione e riflessione / geo-elettrica) e  per sapere interpretare i dati geofisici.

Contenuti sintetici

Inversione dati geofisici, Analisi di segnali geofisici, Onde acustiche ed elastiche, Metodo sismico a rifrazione, metodo sismico a riflessione, Metodi elettrici in corrente continua, Polarizzazione indotta. Esercitazioni di laboratorio e di campo di sismica ed geoelettrica.

Programma esteso

Introduzione all’inversione di dati geofisici: spazio dei dati e dei modelli e ipotesi a-priori: il problema della regressione di dati sperimentali come problema inverso. Introduzione all’analisi del segnale geofisico e loro trattamento basico (analisi spettrale, filtraggio, convoluzione e crosscorrelazione). Introduzione al processing in diversi domini di elaborazione (tempo, frequenza e numeri d’onda). Onde e loro generalità, propagazione delle onde acustiche ed elastiche: fronti d’onda e raggi sismici. Relazione tra velocità delle onde elastiche e moduli elastici. Sismica a rifrazione e suoi fondamenti teorici. Tecniche di acquisizione dati e metodi di inversione dei dati a rifrazione: singolo profilo, profili reciproci, delay-time, GRM. Tecniche di imaging a rifrazione e tomografia sismica da primi arrivi.

Metodo di sismica a riflessione e suoi fondamenti teorici. Tecniche di acquisizione dati sismici a riflessione e configurazioni dati. Domini e principali passi di elaborazione di dati simici a riflessione: Input della geometria, filtraggi, guadagno, sorting del dato, analisi di velocità, correzione di NMO, stacking e migrazione.

Teoria di base del metodo della resistività in corrente continua. Legge di Archie . Sondaggi elettrici verticali, profili di resistività e tomografia elettrica . Inversione dati geoelettrici ed interpretazione: metodi di inversione numerica e metodi degli abachi e delle curve ausiliarie. Metodo della polarizzazione indotta nel dominio del tempo e della frequenza. Cenni su altri metodi di prospezione: teorie di base, parametri misurabili e campi di applicazione.

Per i metodi presi in considerazione verrà dato particolare risalto alle loro potenzialità nei diversi settori d’esplorazione e alle relative limitazioni. Infine per le tecniche di prospezione sismica  ed elettrica saranno trattati gli aspetti pratici di progettazione dei rilievi in campo e dei relativi protocolli di acquisizione con riferimento alle procedure di misura e relativa logistica sperimentale.

Prerequisiti

Fisica di base: meccanica, elettromagnetismo, onde, fisica terrestre.


Modalità didattica

- Lezione frontale,

- Esperienze di laboratorio e acquisizioni in campo,

Materiale didattico

Slides delle lezioni frontali,

Software di elaborazione ed interpretazione di dati sismici

Software di elaborazione ed interpretazione di dati geo-elettrici

Kearey, P., M. Brooks, I. Hill. An Introduction to geophysical Exploration. Blackwell Pub., ISBN 0-632-04929-4.

Periodo di erogazione dell'insegnamento

Novembre-Febbraio

Modalità di verifica del profitto e valutazione

Esercizi nominali a casa e stesura di un rapporto sull'interpretazione dei dati di sismica a rifrazione e di geolettrica

Colloquio e discussione del rapporto e sugli argomenti svolti a lezione


Orario di ricevimento

Su richiesta tramite contatto e-mail

grazia.caielli@igag.cnr.it

roberto.defranco@cnr.it


Esporta

Aims

Providing the theoretical and practical: to correctly apply the methods of geophysical prospecting (seismic refractio and reflection / geo-electrical) and know how to interpret geophysical data.

Contents

Geophysical data inversion, Geophysical signal analysis, Seismic refraction method, seismic reflection method, DC geo-electrical method, Induced polarisation. Laboratory and field experiences on seismic and geo-electrical methods.

Detailed program

Introduction to the inversion of geophysical data: data and model spaces and a priori assumptions: the regression problem of experimental data as an inverse problem. Introduction to geophysical signal processing and their basics (spectral analysis, filtering, convolution and cross-correlation). Introduction to the signal processing in different domains (time, frequency and wave numbers). Waves and their generality, acoustic and elastic wave propagation: seismic wave fronts and rays. Relationships between wave velocities and elastic moduli. Seismic refraction and its theoretical basics. Data acquisition techniques and methods of inversion seismic refraction data: single profile, profiles, reciprocal, time-delay, GRM. Imaging techniques in refraction seismic and seismic tomography of first arrivals.
Seismic reflection method and its theoretical basics. Techniques of seismic reflection data acquisition and data configuration. Processing domains and main steps of seismic reflection data processing: Input geometry, filtering, gain, since the sorting, velocity analysis, NMO correction, stacking and migration.
Basic theory of the method of DC resistivity. Archie's Law. Vertical electrical soundings, resistivity profiles and electrical tomography. Inversion and interpretation of geo-electric data with numerical inversion and auxiliary curve methods. Method of induced polarization in the time domain and frequency. Notes on other prospecting methods: basic theories, measurable parameters and fields of application.
For the considered methods will be given special emphasis to their potentiality in different areas of exploration and the limitations. Finally, for seismic and geo-electrical techniques will be treated the practical design of surveys in the field and the acquisition protocols including the measurement procedures and experimental logistics.

Prerequisites

Physics basics: mechanics and electromagnetism, Waves, Earth physics

Teaching form

- Lessons,

- Laboratory experiences and field acquisitions,

Textbook and teaching resource

Lesson slides,

Seismic processing and interpretation softwares

Geo-electrical interpretation software

Kearey, P., M. Brooks, I. Hill. An Introduction to geophysical Exploration. Blackwell Pub., ISBN 0-632-04929-4.

Semester

November-February

Assessment method

Home exercise and report editing on the interpretation of seismic and geoelectrical data

Interview during wich  will be discussed the report contents and lesson topics 



Office hours

On demand by e-mail 

grazia.caielli@igag.cnr.it

roberto.defranco@cnr.it

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Scheda del corso

Settore disciplinare
GEO/11
CFU
8
Periodo
Primo Semestre
Tipo di attività
Obbligatorio
Ore
66
Lingua
Italiano

Staff

    Docente

  • GC
    Grazia Maria Caielli
  • RD
    Roberto De Franco

Opinione studenti

Vedi valutazione del precedente anno accademico

Bibliografia

Trova i libri per questo corso nella Biblioteca di Ateneo

Metodi di iscrizione

Iscrizione manuale
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