Una panoramica sulla geofisica. Capitolo 17 - An overview of geophysics. Chapter 17

2005-2014
UNA PANORAMICA SULLA GEOFISICA (BILINGUE) AN OVERVIEW OF GEOPHYSICS (BILINGUAL)
mngfnc@yahoo.com09-AE
4a UNITA’ - Metodi Geofisici Sismici 4th UNIT – Geophysical Seismic Methods
Chapter 17
 The Seismic methods
Basics
Capitolo 17
 I metodi Sismici
Nozioni di base

2005-2014
17-Nozioni di base 17-Basics
Seismic is the most powerful indirect
subsurface investigation tool.
Particularly the Reflection method can give a
detailed picture of the buried bodies.
3D surveys allow also to create a continuous
volume of data, and sometimes petro-physical
characteristics of the geological bodies can be
defined with special processing techniques.
La Sismica è il più potente strumento di
indagine indiretta del sottosuolo.
In particolare il metodo a riflessione può dare
un quadro dettagliato dei corpi sepolti.
Le indagini 3D inoltre consentono di creare un
volume continuo di dati, ed elaborazioni speciali
sono a volte in grado di definire alcune
caratteristiche petro-fisiche dei corpi geologici.

2005-2014
Various sources of Seismic waves are used:
Explosive, Vibrators, Air and Water guns,
Weight dropping, etc. The instruments used to
detect the seismic rays arriving to the surface
are called Geophones or Seismometers.
All the waves
(water, sound,
light etc.) behave
in a similar way.
The Wave
spreads out
from a source as
an expanding
sphere In a
homogeneous
medium.
Si utilizzano varie fonti di onde sismiche:
Esplosivo, Vibratori, Cannoni ad aria e acqua,
Masse cadenti, ecc. Gli strumenti utilizzati per
rilevare i raggi sismici che arrivano alla
superficie sono chiamati Geofoni o Sismografi.
Tutte le onde
(acqua, suono,
luce ecc.) si
comportano in
modo simile.
In un mezzo
omogeneo.
l'onda si diffonde
da una sorgente
come una sfera
in espansione

2005-2014
Huygens’ principle:
all points of a wave
front can be regarded
as new sources of
wavelets that expand
in every direction at a
rate depending on
their velocities.
Actually a seismic wave that encounters
an interface separating two different
elastic media becomes a centre from
which longitudinal and transverse waves
spread out. But usually mainly the P
waves are used in the seismic surveys.
So this subject is not examined in depth in
this presentation.
Principio di Huygens:
tutti i punti di un fronte
d'onda si possono
considerare nuove fonti
di ondine che si
espandono in ogni
direzione ad un ritmo
legato alle loro velocità.
In realtà un'onda sismica che incontra
un'interfaccia, che separa due mezzi
elastici differenti, diviene un centro da cui
si irradiano onde longitudinali e
trasversali. Di solito principalmente le
onde P sono utilizzate nei rilievi sismici.
Quindi questo argomento non è
approfondito in questa presentazione.

2005-2014
Seismic methods are based on the properties
of the seismic waves.
Reflection, Refraction and Diffraction are
the main phenomena produced during the
wave propagation inside the media.
Physical
attibutes
of a
seismic
wave.
Caratte-
ristiche
fisiche di
un’onda
sismica.
I metodi Sismici si basano sulle proprietà delle
onde sismiche.
Riflessione, Rifrazione e Diffrazione sono
i principali fenomeni prodotti durante la
propagazione delle onde nei materiali.

2005-2014
Reflection/Refraction :
The amount of energy reflected depends on
the contrast in acoustic impedance on the
opposite sides of the interface.
When the medium
containing the incident
ray has a bigger acoustic
impedance than the
medium on the other side
of the interface, the
phase of the reflected ray
is shifted of 180 degrees.
I.e. a compression
become a rarefaction.
Riflessione / Rifrazione :
La quantità di energia riflessa dipende dal
contrasto di impedenza acustica sui lati
opposti della interfaccia.
Quando il mezzo
contenente il raggio
incidente ha impedenza
acustica più grande di
quello sull'altro lato
dell'interfaccia, la fase
del raggio riflesso è
spostata di 180 gradi.
Cioè una compressione
diventa una rarefazione.
Gli angoli di riflessione
e rifrazione sono legati
all'angolo di incidenza.
l'angolo di rifrazione è anche funzione del
contrasto di velocità (legge di Snell).
Impedenza acustica = prodotto della
densità per la velocità.
Acoustic Impedance = product of the
density by the velocity.
The angles of reflection
and refraction are linked
to the angle of incidence.
The refraction angle is also a function of the
velocity contrast (Snell’s law).

2005-2014
When the angle of incidence is such that
the refracted angle θ2 becomes 900, that
specific incidence angle is known as
critical angle.
The resulting
refracted ray
travels along
the interface.
No refraction
exists if the
angle of
incidence
exceed the
critical angle
Quando l’angolo di incidenza è tale che
l’angolo di rifrazione θ2 diventa di 900,
quell’angolo specifico di incidenza è noto
come angolo critico.
Il risultante
raggio rifratto
viaggerà lungo
l'interfaccia.
Nessuna
rifrazione può
esistere se
l'angolo di
incidenza
supera l'angolo
critico

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The S waves travel at lower speed compared
to P waves. An average gives a velocity that
is two-third of the velocity of the P waves.
Le onde S viaggiano a velocità inferiore
rispetto alle onde P. In media la velocità è
due terzi di quella delle onde P.

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