Oberflächennahen Geophysik ist die Verwendung von geophysikalischen Methoden auf kleine Merkmale in dem flachen Untergrund zu untersuchen. Es ist eng mit angewandten Geophysik oder Erforschung der Geophysik. Methoden verwendet werden, umfassen seismische Refraktion und Reflexion, die Schwerkraft, magnetische, elektrische und elektromagnetische Verfahren. Viele dieser Methoden wurden für die Öl- und Mineralexploration entwickelt, aber jetzt für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Archäologie, Umweltwissenschaft, Kriminaltechnik, Militärgeheimdienst, geotechnische Untersuchungen, Schatzsuche, und Hydrogeologie verwendet. Zusätzlich zu den praktischen Anwendungen umfasst oberflächennahen Geophysik die Untersuchung von Stoffkreisläufen.

Überblick

In Studien der festen Erde, die mittlere Funktion, die von der Geologie Geophysik unterscheidet ist, dass es der Fernerkundung werden. Verschiedene physikalische Phänomene werden verwendet, um unter der Oberfläche, wo Wissenschaftler können nicht direkt auf die Felsen zu untersuchen. Angewandte Geophysik Projekte haben in der Regel die folgenden Elemente: Datenerfassung, Datenreduktion, Datenverarbeitung, Modellierung und geologische Interpretation.

Datenerfassung

Eine geophysikalische Untersuchung ist eine Reihe von Messungen mit einer geophysikalischen Messgerät vorgenommen. Oft wird eine Reihe von Messungen entlang einer Linie oder Traverse. Zahlreiche Untersuchungen haben eine Reihe von parallelen Traversen und einen weiteren Satz senkrecht dazu gute räumliche Abdeckung zu bekommen. Technologien für die geophysikalischen Untersuchungen verwendet werden, umfassen:

• Seismische Methoden, wie Reflexionsseismik, seismische Refraktion und seismische Tomographie.
• Seismoelectrical Verfahren
• Geodäsie und Gravitationstechniken, einschließlich Gravimetrie und Gravitationsgradiometrie.
• Magnetische Techniken, einschließlich aeromagnetischen Untersuchungen und Magnetometer.
• Elektrische Techniken, einschließlich der Geoelektrik, induzierte Polarisation und spontane Potenzial.
• Elektromagnetische Methoden wie Magnetotellurik, Bodenradar und Transientenschutz / Zeitbereichs Elektromagnetismus.
• Bohrlochgeophysik, auch gut genannt Anmeldung.
• Fernerkundungstechniken, einschließlich hyper.

Datenreduzierung

Die Rohdaten aus einer geophysikalischen Untersuchung müssen häufig auf eine nützlichere Form überführt werden. Dies kann die Korrektur der Daten für unerwünschte Schwankungen; zum Beispiel würde eine Schwerkraftuntersuchung für Oberflächentopographie korrigiert werden. Seismische Fahrzeiten würde zu einer Tiefe umgewandelt werden. Oft ein Ziel der Untersuchung wird als Anomalie, einer Region, die Datenwerte über oder unter dem Umgebungsbereich hat enthüllt werden.

Datenverarbeitung

Die reduzierten Daten möglicherweise nicht gut genug Bild aufgrund von Hintergrundrauschen. Das Signal-Rausch-Verhältnis kann durch wiederholte Messungen der gleichen Menge, gefolgt von einer Art der Mittelung wie Stapeln oder Signalverarbeitung verbessert werden.

Modellbildung

Sobald ein gutes Profil der physikalischen Eigenschaft, die direkt gemessen wird erhalten, muss es zu einem Modell der Eigenschaft, die untersucht wird umgewandelt werden. Beispielsweise werden die Schwerkraft-Messungen verwendet, um ein Modell des Dichteprofils unter der Oberfläche zu erhalten. Dies wird als ein inverses Problem. Gegeben, ein Modell für die Dichte, kann die Schwerkraft-Messungen an der Oberfläche vorhergesagt werden; aber in einem umgekehrten Problems die Schweremessungen sind bekannt und muss die Dichte geschlossen werden. Dieses Problem hat Unsicherheiten wegen des Lärms und begrenzte Abdeckung der Oberfläche, aber auch mit perfekter Abdeckung viele mögliche Modelle der Innen könnten die Daten passen. Somit müssen zusätzliche Annahmen getroffen, um das Modell zu beschränken werden.

In Abhängigkeit von der Datenerfassung kann das Modell nur ein 2D-Modell eines Profils sein. Oder ein Satz paralleler Transekte kann unter Verwendung einer 2½D-Modell, das davon ausgeht, dass relevante Merkmale verlängert sind interpretiert werden. Für komplexere Funktionen kann ein 3D-Modell mit Tomografie gewonnen werden.

Geologische Interpretation

Der letzte Schritt in einem Projekt ist die geologische Interpretation. Eine positive Schwereanomalie kann ein magmatischen Intrusions eine negative Anomalie ein Salzstock oder nichtig sein. Eine Region der höheren elektrischen Leitfähigkeit kann Wasser oder Bleiglanz aufweisen. Für eine gute Interpretation muss das Geophysik-Modell mit geologischen Wissen über das Gebiet kombiniert werden.

Seismologie

Seismologie bedient sich der Möglichkeit von Schwingungen durch Gestein als seismische Wellen wandern. Diese Wellen kommen in zwei Arten: Druckwellen und Scherwellen. P-Wellen reisen schneller als S-Wellen, und beide haben Trajektorien, Biegung, wie die Wellengeschwindigkeiten zu ändern mit der Tiefe. Refraktionsseismik nutzt diese gekrümmte Flugbahnen. Darüber hinaus, wenn es Diskontinuitäten zwischen den Schichten in den Fels oder Sediment werden seismische Wellen reflektiert. Reflexionsseismik identifiziert diese Schichtgrenzen durch die Reflexionen.

Reflexionsseismik

Reflexionsseismik zur Abbildung von nahezu horizontalen Schichten in der Erde verwendet. Das Verfahren ist ähnlich wie Echolot. Es kann verwendet werden, um Falten und Verwerfungen zu identifizieren und für die Öl- und Gasfelder zu suchen sein. Auf regionaler Ebene können Profile kombiniert werden, um Sequenzstratigraphie zu bekommen, die es ermöglichen, Sedimentschichten stammen und zu identifizieren eustatischen Anstieg des Meeresspiegels.

Refraktionsseismik

Refraktionsseismischer kann nicht nur verwendet werden, um Schichten in Felsen durch die Laufbahnen der seismischen Wellen zu identifizieren, sondern auch, um die Wellengeschwindigkeit in jeder Schicht schließen, wodurch Informationen über das Material in jeder Schicht.

Magnetvermessung

Magnetische Vermessung kann auf planetarischer Ebene oder auf einer Skala von Metern durchgeführt werden. In der oberflächennahen, er wird verwendet, um geologische Grenzen und Fehler zuordnen, finden bestimmte Erze, Ortung erdverlegten Rohrleitungen und alten Minenanlagen und Erfassen einige Arten von Landminen. Es wird auch verwendet, um für den menschlichen Artefakte zu suchen. Magnetometer verwendet werden, um nach Anomalien von Zielen mit einer Menge von magnetisch hartem Material hergestellt, wie beispielsweise Ferrite suchen.

Mikrogravitationsvermessung

Hohe Präzision Schweremessungen verwendet werden, um in der Nähe von Oberflächendichte Anomalien, wie sie mit Dolinen und alten Minen assoziiert zu erkennen.

Anwendungen

Archäologie

Geophysikalischen Methoden können verwendet werden, um zu finden oder Karte eine archäologische Stätte aus der Ferne, die Vermeidung unnötiger graben werden. Sie können auch bisher verwendet werden Artefakte.

In Umfragen eines möglichen archäologischen Stätte, Features geschnitten in den Boden detektiert werden kann, auch nach ausgefüllt durch elektrischen Widerstand und magnetische Verfahren. Die Füllung kann auch nachweisbar sein mit Bodenradar. Fundamenten und Mauern kann auch eine magnetische oder elektrische Signatur. Öfen, Kamine und Öfen kann eine starke magnetische Anomalie haben, weil ein thermoremanente Magnetisierung in magnetischen Mineralien gebacken.

Geophysikalischen Methoden wurden ausgiebig in den letzten Arbeiten an den untergetauchten Überreste der antiken Alexandria sowie drei in der Nähe von Städten unter Wasser eingesetzt. Methoden, die Seitensichtsonar, magnetischen Erhebungen und seismische Profile enthalten deckt eine Geschichte der schlechten Seite Lage und eine Verweigerung der Gebäude gegen Georisiken zu schützen. Außerdem half sie Strukturen, die verloren gehen können Großen Leuchtturm und Palast der Kleopatra zu finden, obwohl diese Behauptungen bestritten werden.