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Ricostruzione struttura del sottosuolo


Le tecniche geofisiche trovano numerose applicazioni nello studio e nella caratterizzazione delle strutture del sottosuolo. Ogni metodo si basa sulla misura dalla superficie di differenti proprietà fisiche come quelle elettriche, magnetiche o elastiche  nel caso delle tecniche elettromagnetiche e  di tomografia elettrica, magnetometriche, sismiche. Per meglio individuare e caratterizzare le disomogeneità del sottosuolo  spesso le tecniche geofisiche sono impiegate in maniera congiunta al fine di ottenere un quadro informativo più preciso e accurato utile quindi per una migliore definizione delle geometrie presenti.
In questo settore, l’UF svolge diverse attività che prevedono l’impiego delle tecniche geofisiche nell’ambito di studi in campo geologico e idrogeologico. In particolare, una di queste riguarda lo studio e la caratterizzazione del sottosuolo di bacini geologici intramontani nell’Appennino centrale, sede anche in passato di forti terremoti (ad esempio Gubbio, Norcia, Rieti, Sulmona, Fucino, L’Aquila, Amatrice).
Com’è noto, la geometria del bacino in profondità, la tipologia dei depositi di riempimento sedimentario e l’architettura deposizionale riflettono lo stile e la velocità di deformazione a lungo termine del sistema di faglie che lo bordano. Pertanto la ricostruzione delle caratteristiche geologiche e geotecniche di questi bacini, dalla morfologia del substrato allo spessore del riempimento sono elementi chiave che possono contribuire a studiarne l’evoluzione tettonica nel tempo.
La pianificazione delle indagini ricopre un ruolo molto importante in questo genere di applicazioni  poiché spesso queste aree sono densamente popolate a tal punto da limitare o impedire l’acquisizione dei dati geofisici su tutta l’area oggetto di studio.

L’obiettivo è la realizzazione di un modello geologico tridimensionale della geometria del substrato e dei depositi di riempimento fino a una profondità di circa 300-400 m che vada a supportare e a integrarsi con i dati relativi alla geologia di superficie, alla sismicità strumentale e alla struttura crostale più profonda dell’area in esame per una robusta interpretazione dell’intero blocco crostale di interesse.

Figura 1
A sinistra: Calibrazione dei dati geofisici (TDEM) con le informazioni stratigrafiche da pozzo disponibili nell’area di studio (Media Valle dell’Aterno, L’Aquila). a) stratigrafia del pozzo (DOI - Depth of Investigation - che indica il livello di sensitività del dato in profondità), b) curve H/V ricavate dalle misure di rumore sismico ambientale, c) resistività apparente ricavata dalle misure TDEM. A destra: mappa dell’elevazione del substrato carbonatico (intervallo del contouring 100 m) ottenuta dalla interpolazione dei dati geofisici acquisiti nell’area di studio. Le linee nere indicano le faglie mappate in superficie mentre in rosso la traccia delle faglie ipotizzate sulla base della geometria  sepolta del substrato.


Le tecniche geofisiche (principalmente elettromagnetiche e di tomografia elettrica) vengono utilizzate dall’UF anche per studiare e mappare la geometria e le caratteristiche delle falde acquifere sotterranee.

Oltre alle prospezioni geofisiche a terra, per questi studi su grandi aree risultano utili ed efficaci  i metodi elettromagnetici elitrasportati (HTEM – Helicopterborne Transient Electromagnetic) poiché in grado di fornire una distribuzione tridimensionale delle resistività del sottosuolo in maniera accurata e in tempi estremamente rapidi.

Il metodo HTEM trova diverse applicazioni sul territorio, come lo studio e il monitoraggio delle risorse idriche sotterranee su scala regionale, dei fenomeni franosi alla scala di un bacino idrografico, dell’intrusione marina lungo le fasce costiere. 

Figura 2
A sinistra: schema del funzionamento del metodo HTEM. A destra, a) sezione 2D di resistività elettrica del sottosuolo relativa ad una linea di volo del sistema di acquisizione HTEM; b) modello geologico tridimensionale ottenuto dall’interpretazione delle mappe di resistività elettrica ottenute dall’intero survey HTEM dell’area di studio e c) sezione geologica lungo il transetto a - a’
 

 

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