Materiale Didattico

Corso di Geologia

Argomento: Appunti integrativi di Sismica a Riflessione

INDICE

6.2 - Iperboli di diffrazione

La diffrazione è un fenomeno che si verifica quando un’onda sismica colpisce un punto di discontinuità di un orizzonte, ad esempio il bordo di una faglia (Fig. 22); in accordo con il principio di Huygens questo si comporterà come una sorgente puntiforme di onde sferiche secondarie che si propagheranno all’interno del mezzo dando origine ad una serie di falsi segnali, chiamati iperboli di diffrazione, che si sovrapporranno alle riflessioni reali (Fig. 23).






 Figura 22 – Esempio di iperbole di diffrazione generata dalla discontinuità presente in P.

Caratteristiche di un’iperbole di diffrazione:

• Forma tipicamente iperbolica;

• E’ un segnale che “si sovrappone” e “si incrocia” con i segnali reali sottostanti;

• Il vertice dell’iperbole si trova in corrispondenza del punto che l’ha generata;

• Si genera frequentemente in corrispondenza di faglie;

• Unendo i vertici di una serie di iperboli si può ricostruire idealmente il piano di faglia che le ha generate.





P

 Figura 23 – La presenza di numerose faglie, come quelle che generano la struttura a fiore evidenziata nel profilo, può originare numerose iperboli di diffrazione che si sovrappongono ai segnali reali.

Nell’interpretazione geologica delle sezioni sismiche si dovrà quindi porre particolare attenzione alla presenza di particolari effetti acustici che potrebbero condurre ad interpretazioni errate.

Oltre quelli precedentemente citati, numerose altre anomalie possono essere prodotte dalla presenza di particolari geometrie dei corpi attraversati, dalle loro caratteristiche elastiche, dalle caratteristiche intrinseche degli strumenti adoperati o, nel caso di registrazioni effettuate a mare, dallo stato del mare. Infatti, il moto ondoso impone alla strumentazione delle oscillazioni talvolta rilevanti, che condizionano il potere di risoluzione degli strumenti, provocando un aumento e una diminuzione nei tempi di arrivo delle onde acustiche. Di seguito si elencano alcuni dei più frequenti effetti acustici riconoscibili nelle sezioni sismiche:

Esagerazione verticale: caratterizza generalmente le registrazioni di sismica monocanale ad alta risoluzione; per discriminare anche le più piccole discontinuità stratigrafiche e strutturali, si effettua un’elevata esagerazione verticale della sezione sismica, che mostrerà l’asse delle ordinate più espanso di quello delle ascisse. Tale artificio genererà pendenze apparenti enormemente più grandi di quelle reali, effetto di cui si dovrà tener conto in fase di interpretazione.

Ringing: è un disturbo causato dall’assorbimento e dalla risonanza dell’impulso acustico emesso dalla fonte energizzante. Frequentemente riconosciuto nei profili sismici acquisiti a mare, dà luogo ad una serie di superfici riflettenti che si ripetono con regolare spaziatura sul fondo del mare (Fig. 24).

Fig. 24 – Effetto di “ringing” del fondo del mare.

Geometrie apparenti e geometrie reali: quando le onde sismiche intercettano particolari geometrie come le pieghe, siano esse antiformi che sinformi, il segnale registrato può riprodurre delle forme apparenti diverse da quelle reali, amplificando o riducendo il raggio di curvatura della piega in funzione della profondità e del raggio di curvatura della struttura reale. Si consideri ad esempio il caso della sinclinale riprodotta in Fig. 25: se il centro di curvatura della piega si trova ad una distanza maggiore del punto di esplosione, la forma della sinclinale riprodotta sul profilo sarà abbastanza fedele alla geometria reale (Fig. 25a), se invece il centro di curvatura si trova ad una profondità minore, allora si genereranno dei segnali anomali (Figg. 25b-c) che falsificano la reale geometria della struttura. Generalmente tali anomalie vengono eliminate in fase di processing, mediante la migrazione, procedura che tende a riportare il riflettore nella reale posizione.

Fig. 25 – Alterazioni dei segnali sismici provenienti da una sinclinale sepolta a) geometria reale; b) e c) geometrie anomale.

Velocity pull-up: E’ un fenomeno legato al contatto tra corpi litologici caratterizzati da forti differenze nella velocità di propagazione delle onde sismiche. Come illustrato in Fig. 26, la presenza di un corpo ad alta velocità (domo salino) ricoperto da un livello a bassa velocità (argilla) può generare alla base del sale, una superficie di riflessione dalla geometria anticlinalica. Tale geometria, che non riflette la realtà, è facilmente spiegabile considerato il minor tempo di percorrenza delle onde sismiche attraverso il sale: poiché la sezione sismica registra i tempi di arrivo delle onde riflesse, l’orizzonte su cui è avvenuta la riflessione apparirà in una posizione più superficiale rispetto quella reale.

Fig. 26 – Fenomeno di velocity pull-up; a) situazione apparente b) situazione reale.

Il fenomeno inverso (velocity pull-down) si può manifestare quando i livelli più superficiali sono caratterizzati da una velocità di propagazione delle onde sismiche estremamente bassa, come nel caso di profili sismici acquisiti a terra che attraversano livelli altamente areati (materiale detritico o alluvionale, frane, etc…). In questi casi la posizione dei riflettori più superficiali risulterà lievemente arcuata e più profonda della reale (Fig. 27). Altre alterazioni dei segnali sismici nei profili acquisiti a terra sono dovute alla presenza di un maggior grado di degradazione dei livelli superficiali (ad esempio in corrispondenza di alvei fluviali, materiale franato, etc..), la cui pessima risoluzione determina, in fase di elaborazione, l’eliminazione di intere porzioni di segnale (Fig. 28).

Fig. 27 – Fenomeno di “Velocity pull-down”. I segnali evidenziati col tratteggio più scuro, meno arcuati, riproducono le geometrie reali, mentre quelli evidenziati col colore più chiaro che tendono ad inarcarsi ulteriormente sfuggendo verso il basso, sono falsi.

Fig. 28 – Interruzioni superficiali dei segnali sismici.

Di tutti questi fenomeni si dovrà tener conto per non incorrere in gravi errori di interpretazione ed effettuare una ricostruzione dell’area indagata che sia il più possibile fedele alla realtà.