Geofisica Scienze Geologiche AA

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1 Geofisica Scienze Geologiche AA 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 a.nasser@unife.it Orario di ricevimento: disponibile sempre previa appuntamento Lunedì: Martedì:

2 Gravimetria Metodo potenziale Metodo passivo accelerazione di gravità (g) Proprietà fisica: densità All interno della terra non è omogenea DENSITÁ: rocce superficiali 2,75 g/cm 3 (densità media delle rocce) pianeta Terra g/cm 3

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4 Densità media della Terra [~5,52 g/cm 3 ], densità media della crosta: [2,7-2,75 g/cm 3 ] Densità sedimenti e rocce

5 Proprietà fisiche: densità - effetto porosità Densità rocce Rocce Ignee Calcare Argilliti Arenaria Suolo e alluvionali Sali Densità g/cm 3 rocce matrice fluido 1

6 Proprietà fisiche: densità dei minerali

7 Spessore della crosta.numeri facili da ricordare Distribuzione gaussiana o normale o di Gauss

8 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)

9 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

10 Spessore della crosta terrestre (km)

11 I metodi potenziali Metodi passivi Gravimetria Magnetismo Geofisica altri metodi passivi Radiometrico Tellurico e Magnetetellurico Potenziali spontanei (metodi geoelettrici) Geofisica applicata 11

12 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 Fa parte dei metodi detti potenziali 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 nato , Pisa Gallileo

13 Capitolo: Gravimetria 1589: Galileo Galilei effetto dell accelerazione (unità di misura «gal» dell accelerazione di gravità 1 gal=1 cm/s 2 1 mgal=10-3 gal 1 g.u. (gravity unit)= 10-1 mgal = 10-4 gal Quindi: g=9.8 m/s 2 = 978 gal = ,85 mgal = g.u. (equatore) 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) nato , Pisa Gallileo

14 Capitolo: Gravimetria gravità - valori posizione Distanza dal centro della terra (m) Valore di g (m/s 2 ) Superfice 6.38 x 10 6 m km > Superficie T x 10 6 m km > S x 10 6 m km > S x 10 6 m km > S x 10 7 m km > S x 10 7 m km > S x 10 7 m km > S x 10 7 m km > S x 10 7 m km > S x 10 7 m km > S x 10 7 m km > S x 10 7 m 0.13 na to , Pisa Gallileo Legge all inverso del quadrato F g = 1 r 2

15 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

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17 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)

18 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)

19 Gravimetria: carte d Italia Mappa valori di anomalia di Bouguer e_grav/milionegrav_2004/milione.htm

20 Gravimetria: carte d Italia e_grav/milionegrav_2004/milione.htm + - 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 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

21 Gravimetria: carte d Italia + eccesso di massa Mappa valori di anomalia di Bouguer e_grav/milionegrav_2004/milione.htm -mancanza di massa Anomalie gravimetriche possono essere positive, negative o nulle

22 Gravimetria: carte d Italia + eccesso di massa Mappa valori di anomalia di Bouguer e_grav/milionegrav_2004/milione.htm -mancanza di massa Interpretazione: localizzare zone arrichite di sostanze magnetizzate

23 Gravimetria: carte d Italia + eccesso di massa Mappa valori di anomalia di Bouguer e_grav/milionegrav_2004/milione.htm -mancanza di massa

24 metodi gravimetrici Fine parte 1