Prospecção Geofísica

SÍSMICA DE REFRACÇÃO

A prospecção sísmica baseia-se no facto das ondas elásticas (também chamadas ondas sísmicas) se moverem com velocidades diferentes em rochas diferentes. A partir da libertação de energia sísmica num ponto e da observação dos tempos de chegada destas ondas a um número de outros pontos à superfície da terra, é possível determinar a distribuição da velocidade e localizar interfaces subterrâneas onde as ondas são reflectidas ou refractadas.
Dividem-se em dois grupos consoante a fonte de energia das ondas sísmicas: (1) abalos sísmicos e (2) energia sísmica artificial. A principal contribuição dos abalos sísmicos consiste na informação das propriedades tisicas e estrutura do interior da terra.
Os métodos que utilizam energia sísmica artificial (métodos de levantamento de reflexão e refracção) são largamente aplicados a estudos da estrutura da crusta, da correlação geológica de sequências de camadas, no mapeamento de estruturas da crusta superior e na exploração de hidrocarbonetos. Do mesmo modo, embora numa escala menor, estes métodos são aplicados a problemas geotécnicos e ambientais tal como a localização do nível freático, zonas de fractura com água, cavidades, delineação de falhas e fracturas e investigações locais de fundações, incluindo a determinação da profundidade do bedrock.
Na aplicação dos métodos sísmicos a problemas geológicos, a propriedade mais importante das rochas é a velocidade de propagação, particularmente, das ondas longitudinais (ondas-P) que são as mais rápidas e as primeiras a serem registadas. As características da reflexão e refracção da onda sísmica depende principalmente, dos contrastes de velocidade envolvidos através da fronteira. Assim, o conhecimento das velocidades das ondas nas rochas é a base para a interpretação sísmica.
Dentro de certos limites, a informação da velocidade pode ser convertida para o tipo de rocha. O intervalo de variação nas velocidades das ondas nas rochas é consideravelmente maior do que as variações correspondentes nas suas densidades. Em geral, as rochas ígneas mostram um intervalo de variação mais pequeno do que as rochas sedimentares ou metamórficas. Onde se observam maiores velocidades é no dunito, uma rocha ultrabásica que alguns acreditam ser um constituinte importante do manto terrestre.
As rochas sedimentares mostram um grande intervalo de variação nas velocidades, quer de uma formação para outra quer dentro da mesma formação. Os factores chave para esta variação parecem ser a densidade e a porosidade. Velocidades sísmicas menores do que a velocidade na água são geralmente encontradas próximo da superfície numa zona chamada “weathered layer” ou camada de baixa velocidade (low velocity layer - LVL). Muitas vezes a base da LVL coincide aproximadamente com o nível freático, indicando que a LVL corresponde à zona não saturada localizada acima da zona saturada de água. Muitas rochas ígneas e metamórficas têm pouca porosidade e, por isso, as velocidades das ondas sísmicas dependem principalmente das propriedades elásticas dos minerais, constituindo eles próprios o material rocha. Este é também o caso dos calcários compactos e dolomias. Por outro lado, arenitos, rochas argilosas e certos grupos de calcários brandos, têm microestruturas muito complexas com espaços porosos entre os grãos que podem conter fluidos ou outros tipos de material sólido, tal como argilas. Nessas rochas, a velocidade é muito mais dependente da porosidade e do material de preenchimento dos poros.

Bibliografia

Sharma, P. V. (1997) – Environmental and Engineering Geophysics. Cambridge University Press, Cambridge, ISBN: 0 521 57240 1, 475 pp.
https://dspace.ist.utl.pt/bitstream/2295/49261/1/Sismica.doc (Acessível em 22/12/2008)