ECTS - University of Pisa
Acquisire le conoscenze di base relative ai principali metodi geofisici per l'esplorazione del sottosuolo e ai principi fisici che stanno alla base di ciascuno di questi metodi.
Acquire the basic knowledge of the main geophysical methods for the exploration of the subsoil and the physical principles that underlie each of these methods.
Colloquio orale
Oral exam
Le conoscenze acquisite permetteranno allo studente di capire quali metodi geofisici possono essere applicati per affrontare i problemi di tipo geofisico proposti e capire i limiti delle possibili soluzioni.
The acquired knowledge will allow the student to understand which geophysical methods can be applied to address the proposed geophysical problems and understand the limits of the possible solutions.
Le capacita' sono verificate durante il colloquio orale d'esame
Skill is verified during the oral exam
Lo studente sara' in grado di confrontarsi con terzi riguardo le possibili soluzioni da proporre relative a problemi geofisici.
The student will be able to discuss with third parties the possible solutions that can be proposed related to geophysical problems.
Conoscenze di base di fisica e matematica
Basic knowledge of physics and mathematics
Lezioni orali
Oral lessons
Introduzione e presentazione del corso
Il significato di inversione nella geofisica applicata: Cenni ai problemi inversi in
geofisica; problemi lineari e non lineari; il malcondizionamento del problema
inverso; esempio di regressione lineare risolto come problema inverso.
Gravimetria: Prospezione gravimetrica: richiami al campo di gravità della Terra;
misure assolute e relative; correzioni di Bouguer, in aria libera e topografiche;
procedure di misura; anomalia di Bouguer; densità dei terreni e delle rocce,
esempi di anomalie teoriche; cenni alla interpretazione.
Magnetometria: Prospezione magnetica: richiami al campo magnetico terrestre;
campo geomagnetico; misura del modulo del campo magnetico terrestre;
suscettività magnetica delle rocce, magnetizzazione residua e campo anomalo;
anomalia magnetica; cenni alla interpretazione.
Prospezione Elettrica: Meccanismi di conduzione elettrica nelle rocce; legge di
Ohm, legge di Archie; campo generato da un elettrodo puntiforme sulla
superficie di un semispazio omogeneo e isotropo; quadripolo elettrico e
resistività apparente; Stendimenti. Sondaggi elettrici verticali; sondaggi elettrici
orizzontali; tomografia elettrica; cenni alla interpretazione; esempi.
Polarizzazione indotta e potenziali spontanei: Tipi di polarizzazione; Time domain
IP e Frequency domain IP; Equazioni di Cole-cole. Potenziale spontaneo;
Metodo di acquisizione
Cenni alla trasformata di Fourier: Significato della Trasformata di Fourier e sue
possibili applicazioni (ad esempio filtraggio)
Tipi di sorgenti sismiche, ricevitori e possibili stendimenti. Risoluzione verticale e
orizzontale
Sismica a Rifrazione: cinematica delle onde rifratte e riflesse; strato inclinato;
scoppi reciproci; metodo del plus-minus. Esempi e limiti del metodo
Sismica a Riflessione. Acquisizione marine e terrestri; esempi di shot gather;
riconoscimento di eventi; sequenza base di elaborazione: filtraggio, correzioni
statiche, copertura multipla, cenno all’analisi di velocità, correzione di NMO e
stack. Cenni sulla migrazione tempi post stack
Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW): Descrizione delle onde di
superficie; Attenuazione cilindrica delle onde di superficie; dispersione delle onde
superficiali; spettri di dispersione; tecnica MASW ed esempi di applicazione
Ground Penetrating Radar: Principi di funzionamento della tecnica GPR;
permettività elettrica; coefficienti di riflessione e trasmissione; direttività delle
antenne; alias spaziale; radargramma; analisi di velocità nel caso GPR; esempi
di applicazione
Esempi di applicazione con l’utilizzo del software Matlab: Rifrazione. Cole Cole.
Gravimetria. Filtro su dati sismici
Introduction and presentation of the course
The meaning of inversion in applied geophysics: outline of inverse problems in geophysics; linear and nonlinear problems; the ill-conditioning of the inverse problem; example of linear regression solved as an inverse problem.
Gravimetry: Gravimetric prospecting: references to the Earth's gravity field; absolute and relative measures; Bouguer corrections, free-air and topographical corrections; measurement procedures; Bouguer anomaly; density of soils and rocks, examples of theoretical anomalies; hints at interpretation.
Magnetometry: Magnetic prospecting: references to the Earth's magnetic field; geomagnetic field; measurement of the magnitude of the Earth's magnetic field; magnetic susceptibility of rocks, residual magnetization and anomalous field; magnetic anomaly; hints at interpretation.
Electrical Prospecting: Mechanisms of electrical conduction in rocks; Ohm's law, Archie's law; field generated by a point electrode on the surface of a homogeneous and isotropic half-space; electric quadripole and apparent resistivity; Electrod arrays; vertical electrical soundings; horizontal electrical soundings; electrical tomography; hints on interpretation; examples.
Induced polarization and spontaneous potentials: Types of polarization; Time domain IP and Frequency domain IP; Cole-Cole equations. Spontaneous potential; Acquisition method
Outline of the Fourier transform: Meaning of the Fourier transform and its possible applications (for example filtering)
Types of seismic sources, receivers and possible arrays. Vertical and horizontal resolution
Seismic Refraction: kinematics of refracted and reflected waves; dipping layer; reciprocal shots; plus-minus method. Examples and limitations of the method
Seismic Reflection. Marine and land acquisition; examples of shot gathers; event recognition; basic processing sequence: filtering, static corrections, multiple coverage, hint of velocity analysis, NMO and stack correction. Notes on post-stack time migration
Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW): Description of surface waves; Cylindrical attenuation of surface waves; dispersion of surface waves; dispersion spectra; MASW technique and application examples
Ground Penetrating Radar: Principles of operation of the GPR technique; electrical permittivity; reflection and transmission coefficients; directivity of antennas; spatial aliasing; radargram; velocity analysis in the GPR case; application examples
Application examples using Matlab software: Refraction. Cole Cole. Gravimetry. Seismic data filter
An introduction to geophysical exploration, Keary, Brooks and Hill, 2002
Applied Geophysics, Zanzi, 2008
Near-Surface Applied Geophysics, Everett, 2013
An introduction to geophysical exploration, Keary, Brooks and Hill, 2002
Applied Geophysics, Zanzi, 2008
Near-Surface Applied Geophysics, Everett, 2013
L'esame consiste in una prova orale
The exam consists of an oral interview with the teacher
Le slides in pdf delle lezioni sono nella sezione file della pagina Teams del corso
https://unipiit.sharepoint.com/:f:/s/a__td_59703/EvxduTjFKj1OsAuAHoJcn6MBqe_wCN0ZBhzoHdvgd0g3wg?e=M3J51X
The pdf slides of the lessons are in the file section of the course Teams page
https://unipiit.sharepoint.com/:f:/s/a__td_59703/EvxduTjFKj1OsAuAHoJcn6MBqe_wCN0ZBhzoHdvgd0g3wg?e=M3J51X
Aleardi Mattia (President)
Stucchi Eusebio (acting President)
Aleardi Mattia (President)
Stucchi Eusebio (acting President)
