Obrazowanie geofizyczne

Przykład modelu 2D i 3D utworzonego przy użyciu technik obrazowania geofizycznego.

Obrazowanie geofizyczne (znane również jako tomografia geofizyczna ) to minimalnie destrukcyjna technika geofizyczna , która bada podpowierzchnię planety ziemskiej . Obrazowanie geofizyczne jest nieinwazyjną techniką obrazowania o wysokiej rozdzielczości parametrycznej i przestrzenno-czasowej . Obrazowanie geofizyczne ewoluowało w ciągu ostatnich 30 lat dzięki postępowi w zakresie mocy obliczeniowej i szybkości. Może być używany do modelowania powierzchni lub obiektu w 2D lub 3D, a także do monitorowania zmian.

Istnieje wiele zastosowań obrazowania geofizycznego, z których niektóre obejmują obrazowanie litosfery i obrazowanie lodowców . Istnieje wiele różnych technik wykonywania obrazowania geofizycznego, w tym metody sejsmiczne, tomografia elektrooporowa , radar penetrujący ziemię itp.

Rodzaje obrazowania geofizycznego:

Aplikacje

Obrazowanie litosfery

litosfery i górnego płaszcza Ziemi obejmują tomografię telesejsmiczną , tomografię fal powierzchniowych, modelowanie grawitacyjne i metody elektromagnetyczne. Techniki obrazowania geofizycznego można łączyć, aby uzyskać dokładniejszy obraz litosfery. Techniki stosowane do obrazowania litosfery można wykorzystać do mapowania termostruktury Ziemi. Z kolei termostruktura ujawnia procesy bliskopowierzchniowe, takie jak sejsmiczność , osadzanie się magmy i zdarzenia mineralizacyjne . Zdolność do obrazowania termostruktury może również ujawnić obserwacje geofizyczne, takie jak grawitacja , oraz informacje o płytach tektonicznych, takie jak prędkość płyt i podział naprężeń .

alpejskie lodowce skalne

Techniki obrazowania geofizycznego zostały zastosowane do alpejskich lodowców skalnych, aby lepiej zrozumieć górską wieczną zmarzlinę i zastosować środki zmniejszające zagrożenie. Stosowane rodzaje obrazowania geofizycznego obejmują: dyfuzyjne elektromagnetyczne, geoelektryczne, tomografię sejsmiczną i radar penetrujący ziemię . W rzeczywistości pierwszym zastosowaniem radaru penetrującego ziemię było określenie głębokości lodowca w 1929 r. Dwuwymiarowe techniki obrazowania geofizycznego umożliwiły ostatnio obrazowanie 2D wiecznej zmarzliny górskiej.

Rodzaje obrazowania geofizycznego

Metody sejsmiczne

Metody sejsmiczne wykorzystują energię sprężystą wytwarzaną przez źródła naturalne i sztuczne do tworzenia obrazu podpowierzchni. Fale sejsmiczne są rejestrowane na geofonach . Metody sejsmiczne dzielą się na trzy różne metody: odbicia , załamania i fali powierzchniowej , w oparciu o właściwości fizyczne rozważanych fal. Metoda odbicia analizuje energię odbitą od ostrych granic, aby określić kontrasty w gęstości i prędkości . Metody refleksyjne są stosowane głównie w górnych warstwach podpowierzchniowych; jednak silne boczne i pionowe wahania prędkości sejsmicznej powodują, że metody odbicia są trudne do wdrożenia w górnych 50 metrach podpowierzchni. Metoda refrakcji analizuje załamane kompresyjne fale p lub ścinające fale s , które uginają się pod wpływem gradientów prędkości. Śledzenie różnic prędkości fal p i fal s może być przydatne, ponieważ prędkość fali s różnie reaguje na nasycenie płynem i geometrię pęknięcia. Metody sejsmiczne odbicia i załamania wykorzystują fale, które mogą być wytwarzane przez młot kowalski, materiały wybuchowe, spadki ciężaru i wibratory do obrazowania podpowierzchni. Trzecia metoda sejsmiczna, fal powierzchniowych , pozwala spojrzeć na fale powierzchniowe, które wydają się toczyć po powierzchni ( toczenie się podłoża ). Wykorzystanie kilku różnych metod sejsmicznych może zapewnić dokładniejsze i wyraźniejsze wyniki obrazowania sejsmicznego.

Zobacz też