FUENTES, RECEPTORES Y CORRECCIONES SUBSUPERFICIALES

Sísmica Marina

FUENTE: F. Michaud, G. Ratzov, V. Sallarès J.-Y. Collot

A. Pazmiño y G. de la Torre

Es en los océanos se localizan la mayoría de las fronteras de placas, que son las fuentes de la gran mayoría de los sismos y del volcanismo actual.

1) Métodos basados en la instrumentación acústica (batimetría, sísmica).

2) Métodos basados en la medida de los campos potenciales (gravedad, magnetismo)

A principios del siglo XX se empezó a utilizar un instrumento de propagación del sonido en el agua de mar, con el fin de conseguir un registro continuo y medidas más confiables de las profundidades.

Sonar (aparato que emite sonido), llamado ECOSONDA, el cual mide el tiempo transcurrido de viaje de las ondas acústicas desde que son emitidas desde un transductor (en la superficie del mar) hasta que su eco es registrado después de reflejarse en el fondo marino.

El tiempo se transforma en profundidad (distancia), considerando la velocidad de propagación del sonido en el agua (~1500 m/s)

Antes de la década 70, los ecosondas eran de tipo monohaz (energía acústica transmitida estaba confinada a un solo haz).

El haz ancho, hacía perder resolución y por consiguiente, exactitud.

Método insuficiente para explorar de forma eficiente y sistemática el fondo del mar.

Emiten varios haces angostos de sonido (abanico)

El barrido del piso oceánico es simultáneo (aumento de la cobertura espacial)

Los ecos son recibidos en numerosos haces (centenares). Apertura max. 150º

Frecuencia: 10 khz - 400 khz.

Profundidad de trabajo: 50 m -11000 m.

Transductores adosados al casco del buque

La amplitud de barrido: 3,5 veces la profundidad

1. FRECUENCIA ACÚSTICA

Determina……… El alcance del ecosonda

El tamaño de las antenas (señal de baja frecuencia > antenas de grandes dimensiones)

La resolución espacial (es mejor en frecuencias altas)

1. NUMERO DE HACES (varias centenas)

2. APERTURA ANGULAR (anchura de la zona de barrido)

2. DURACIÓN DEL IMPULSO EMITIDO (“ping”), corresponde a una porción de señal limitada a una duración t

Mayor duración del impulso > mayor alcance < resolución

2. CADENCIA DE EMISIÓN (tiempo transcurrido entre dos pings)

SISTEMA DE ECOSONDA MULTIHAZ EM-302 (AGUAS PROFUNDAS Y EM-2000 (AGUAS SOMERAS)

BUQUE DE INVESTIGACIÓN DE LA ARMADA ECUATORIANA

CONFIGURACION DEL SISTEMA

EM-2000

Laboratorio Hidrografía

Cuarto de Sonar

Cubierta 200-proa

Casco del Buque

SISTEMA EM-2000

TRANSMISOR Y RECEPTOR (Transducer)

RECEPTOR

TRANSMISOR

Sistema para aguas someras

Frecuencia de Transmisión 200 KHz

Ubicado en la parte posterior de Blister

Rango de alcance hasta 200 mts de profundidad

CONFIGURACION DEL SISTEMA

EM-302

Instalado en el blister

casco del buque

Cuarto de Sonar

Cubierta 200-Proa

Laboratorio Hidrografía

Laboratorio Hidrografía

SISTEMA EM-302

TRANSMISOR Y RECEPTOR

Sistema para aguas Profundas

Frecuencia de Transmisión 30 KHz

Ubicado en la parte central del Blister

Rango de alcance hasta 7000 mts de

profundidad

A. Datos de sondeos en bruto

B. Datos de sondeos filtrados de manera automática

C. Datos de sondeos filtrados e interpolados. Ejemplo de procesamiento software CARIBES de IFREMER en el flanco sur de la Cordillera de Carnegie

Fig. 5.2.1b. Área de levantamiento de batimetría con multihaz en el sector del Golfo de Guayaquil.

A

B

N

El objetivo de los métodos sísmicos es determinar la estructura y las propiedades físicas del subsuelo a varias escalas.

Se usan fuentes artificiales de energía que permiten seleccionar: la amplitud de la onda generada, frecuencia y el instante exacto de emisión de la onda.

1. Fuentes de energía: Basadas en la generación de burbujas de aire a alta presión que proporcionan un pulso de energía acústica

El equipamiento para estudios sísmicos se divide en tres grupos, según la función que realizan......

Si el streamer está constituido por uno o varios grupos de hidrófonos los sistemas de sísmica de reflexión vertical se clasifican en “monocanal” o “multicanal”.

2. Equipos de adquisición de sísmica de reflexión “vertical”

Están constituidos por una fuente y una ristra de receptores (hidrófonos) denominada streamer.

3. Sistemas de procesamiento

Permiten tratar, analizar y representar las señales sísmicas

Los cañones, al liberar el aire comprimido en el agua, producen un pulso sismo-acústico, cuya energía y contenido frecuencial depende principalmente de la presión del aire y el volumen de los cañones y de su profundidad de despliegue.

El pulso se transmite de forma omnidireccional por la columna de agua hasta alcanzar el fondo marino, donde la energía se refleja y refracta cada vez que encuentra una discontinuidad en el medio en forma de contraste de impedancia acústica.

Diseño del BAE ORION con los equipos de investigación a bordo

Las principales características de una fuente sísmica son su poder de penetración, el nivel de resolución y la cadencia.

El control de la potencia de la fuente sísmica asociada a su contenido frecuencial determina:

La resolución vertical (capacidad a distinguir los reflectores cercanos)

El poder de penetración o alcance (el reflector más profundo que se puede seguir en el registro sísmico.

Un pulso acústico generado en la fuente localizada en la profundidad D se transmite de forma omnidireccional.

Lo que va a alcanzar el fondo marino es la combinación del pulso directo + el rebote en la superficie de el agua

Es importante conocer bien la forma de la signatura de la fuente ara realizar un buen procesado de los datos adquiridos y para eliminar los artefactos de las secciones sísmicas.

Las fuentes sísmicas se encuentran situadas a unos metros bajo la superficie

Signatura de la fuente