Corso di Geologia

Argomento: Appunti integrativi di Sismica a Riflessione

INDICE

5.1 - Esecuzione dell’indagine

La strumentazione base è costituita da una sorgente, da un cavo sismico e dai geofoni (o idrofoni se l’indagine avviene a mare) Figg. 7-8.      La tecnica si basa sulla registrazione dei tempi che intercorrono tra l'istante in cui l’impulso acustico viene generato dalla sorgente e l'istante in cui viene registrato in superficie, dopo aver subito una o più riflessioni su altrettante superfici riflettenti. Come spiegato nel paragrafo introduttivo, le riflessioni si formano perché le onde sismiche indotte dalla sorgente nel sottosuolo daranno origine ad una riflessione ogni qualvolta incontreranno un’interfaccia tra due mezzi caratterizzati da parametri fisico-elastici differenti e, quindi, da diversi valori di impedenza acustica.  Lo schema generale per l’acquisizione di un profilo sismico a riflessione è mostrato in Fig. 9:    Figura 9 – Schema base per la costruzione di una sezione sismica.  si produce uno scoppio in un punto SP1 (shot point); si registrano le riflessioni per mezzo di un geofono posto in superficie vicino alla sorgente; si ripete l’osservazione lungo un allineamento di punti di scoppio equidistanti; si traccia, su un foglio di carta, una linea orizzontale rappresentante la linea del profilo, si segnano i punti di scoppio su di essa e si disegna un asse verticale in cui verranno segnati i tempi di riflessione di andata e ritorno; si traccia la riflessione sismica ricevuta sotto il punto di scoppio 1 (SP1) in corrispondenza del suo punto di andata e ritorno; si ripete tutto ciò per gli altri punti di scoppio. A differenza dalla sismica a rifrazione, nella sismica a riflessione non viene misurato solo il tempo di primo arrivo dell'onda elastica ai singoli geofoni, ma viene effettuata una accurata analisi dei treni d'onda ricevuti, attraverso la quale si giunge a riconoscere i segnali provenienti dalle superfici di separazione di terreni caratterizzati da differenti velocità sismiche. In questo modo sarà possibile risalire non solo alla profondità delle diverse superfici incontrate, ma anche di stabilirne con esattezza la geometria, l’estensione e le reciproche relazioni tra i corpi che esse suddividono.  Per raggiungere questo scopo è ovviamente necessario uno stendimento con geometrie ben più complesse di quelle appena mostrate, dotato di numerose energizzazioni, numerosi geofoni, e l'utilizzo di apparecchiature di registrazione in grado di registrare con un elevato grado accuratezza i diversi segnali in arrivo. I segnali registrati, inoltre, richiedono una fase di processing, attraverso la quale i singoli arrivi vengono elaborati, amplificati, sommati, filtrati, migrati (procedure condotte in maniera computerizzata) in modo da eliminare ogni eventuale disturbo sia esso organizzato (come gli arrivi delle onde dirette in superficie) che aleatorio quale, ad esempio, i disturbi ambientali: passaggi di navi o di mezzi pesanti, rumori di motori, vicinanza a centri abitati, etc... Il risultato finale sarà un elaborato grafico denominato "sezione sismica", nella quale viene evidenziato l'andamento delle superfici di riflessione provenienti dal sottosuolo (che costituiranno un insieme di riflettori sismici) che segnaleranno la presenza delle varie discontinuità incontrate (strati, contatti litologici, contatti tettonici).       Figura 10 – Un profilo sismico costituisce una riproduzione, in unità di tempo, di una parte dell’interno della Terra lungo la traccia esaminata.  Come si osserva in Fig. 10, la scala verticale è data dai tempi di percorso delle onde (dalla superficie al riflettore e dal riflettore al geofono) e non dalla profondità in metri. Di conseguenza, per risalire alla profondità o agli spessori dei diversi corpi litologici individuati, occorre conoscere le relative velocità di propagazione delle onde sismiche. Sebbene esistano dei range di valori indicativi per ogni litologia (vedi paragrafo “velocità delle onde sismiche”) ogni interpretazione geologica basata sui profili sismici deve essere convalidata dai dati di pozzi opportunamente posizionati, che forniscano gli esatti valori di velocità delle onde sismiche attraverso quelle particolari formazioni.  Pertanto, in fase di interpretazione, per calcolare la profondità alla quale si incontrano i diversi orizzonti (o per conoscere gli spessori dei diversi corpi litologici) basta riferirsi alla scala verticale e misurare in secondi (o millisecondi) l’intervallo incognito, quindi risalire, nota la velocità delle onde nell’intervallo, al corrispettivo valore in metri applicando la legge cinematica spazio=velocitàxtempo. Ricordare che in sismica si considerano sempre tempi doppi (andata e ritorno delle onde sismiche), pertanto la generica formula s=v*t diventa s=v*t/2.  [Un esempio pratico può essere dato da un profilo sismico acquisito a mare: ricordando che V(acqua)= 1500 m/s, volendo conoscere la profondità del fondo del mare localizzato, ad esempio, ad una profondità di 1 s (misurata dalla superficie del mare) si avrà che s=1500x1/2, ottenendo una reale profondità di 750 m].