آشنایی با روش های ژئوفیزیکی

روش Seismic ground

در روش لرزه نگاری، به وسیله­ تجهیزات مخصوص نوعی زمین لرزه­ی بسیار خفیف ایجاد می­‌کنند. این زمین لرزه باعث تشکیل امواج لرزه ای می‌­شود که به سوی عمق زمین می­‌روند. این امواج پس از شکست و بازتاب های فراوان مجدداً به سطح زمین برمی­‌گردند و به وسیلۀ گیرنده‌های مخصوص دریافت می­‌شوند تا خصوصیات آن­ها مورد مطالعه قرار گیرد.
در لرزه نگاری فقط امواج طولی مورد استفاده قرار می­‌گیرند. این امواج که دارای سرعت انتشار بالایی هستند مانند یک نیمکره در حال انبساط، منتشر می‌­شوند. سرعت انتشار امواج تابعی از چگالی سنگ ها و خواص ارتجاعی آن­ها می­‌باشد.
اگر امواج ارسالی پس از برخورد با سطح دو لایه­ مختلف منعکس گردد به آن امواج بازتابی می­‌گویند. همچنین در مواردی موج پس از رسیدن به یک لایه که سرعت پیمایش در آن بیشتر است، به طور کامل می­‌شکند. پس از طی مسافتی از حدفاصل دو لایه به سطح زمین باز می­‌گردد که در این حالت به آن امواج شکسته می گویند.

Electrical resistivity

در بین روشهای ژئوفیزیکی، روشهای الکتریکی و به ویژه ژئوالکتریک بهترین و مناسبترین روشها برای بررسی آلودگیهای زیرزمینی هستند. مناطق آلوده زیرزمینی عمدتاً دارای خصوصیات الکتریکی متفاوت از سنگها ولایه های دربرگیرنده خود می باشند و درنتیجه در اغلب موارد با کاربرد روشهای ژئوالکتریک به خوبی می توان گسترش آلودگی زیرزمینی و تا حدودی شدت آلودگی را مشخص نمود. با یک مثال عملی در این مقاله، محدوده و شدت تقریبی آلودگی با پردازش و تفسیر صحیح نتایج حاصل از برداشتهای ژئوالکتریکی در منطقه مورد مطالعه نشان داده شده است.

Ground-penetrating radar (GPR)

روش رادار نفوذی زمین یکی از روش‌های ژئوفیزیکی با قدرت تفکیک بالا است که توسط امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا، تغییرات خواص الکتریکی را در اعماق کم آشکارسازی می‌کند. این روش کاربرد گسترده ای در اکتشاف کانسارهای متعدد فلزی و غیرفلزی، تعیین موقعیت حفره ها، مکان یابی تاسیسات زیرزمینی مانند لوله، کابل، کانال، قنات و فضای خالی زمین . از مزایای نسبت به دیگر روش های ژئوفیزیک اکتشافی و مهندسی، می توان به غیر مخرب بودن، دقت و قدرت تفکیک بالا، برداشت سریع و ارزان اشاره کرد.

در این روش، امواجی از دستگاه GPR ساطع شده و به داخل زمین نفوذ می‌کند. این امواج در برخورد با ناپیوستگی‌ها، به دلیل تغییر در گذردهی الکتریکی در دو طرف مرز مشترک دو محیط، بازتاب می‌شوند. بازتابش‌ها توسط دستگاه دریافت شده و با توجه به سرعت این امواج که در محیط‌های مختلف متفاوت است می‌توان اطلاعاتی مانند جنس محیط، عمق مواد مدفون، موقعیت مرز لایه‌های درون زمین و … را به دست آورد.

Electromagentics

استفاده از خواص مغناطیس و الکترومغناطیس بخش بزرگی از حوزه ژئوفیزیک را تشکیل می دهد. ابزارهای مختلفی وجود دارد که همگی بر اساس اصول مشابهی هستند، اما تفاوت‌های خاصی در نحوه کسب و پردازش داده‌ها دارند.

اساس تکنیک الکترومغناطیسی استفاده از یک سیم پیچ با جریان متناوب در گردش است. این باعث ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف سیم پیچ می شود. در واکنش، یک میدان ثانویه در زمین ایجاد می‌شود تا با تأثیر میدان اولیه از سیم پیچ مقابله کند. این میدان مغناطیسی ثانویه است که بسته به کاربرد به روش های مختلف اندازه گیری و تجزیه و تحلیل می شود.

مغناطیس سنجی یک تکنیک میدان پتانسیل است که تغییرات میدان مغناطیسی زمین را اندازه گیری می کند. این تغییرات می تواند ناشی از اشیاء مدفون مانند فلزات و یا ذخایر معدنی و ساختارهای زمین شناسی باشد. انواع مختلفی از مغناطیس سنج وجود دارد که هر کدام دارای سطوح دقت و وضوح متفاوتی هستند.

کاربردهای معمول روش های الکترومغناطیسی و مغناطیسی عبارتند از:

• تشخیص اجسام فلزی مدفون
• اکتشاف مواد معدنی (زمینی و هوایی)
• کاربردهای زیست محیطی
• باستان شناسی
• نقشه برداری زمین شناسی