introduccion geofisica

7/23/2019 Introduccion Geofisica

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Geofsica TEMA 1 - Ciencia Geofsica

GEOFSICA

El estudio de la tierra es el objeto final de la Geologa, requiriendo el conocimientode otras ciencias para explicarse las observaciones que realiza el gelogo sobre elterreno, de rocas y minerales que han tenido un proceso gentico y uno posteriorhistrico, hasta alcanzar el estado actual que presentan al observador; porejemplo, la barranca de erosin labrada por un ro en una regin montaosamuestra una serie de sedimentos yuxtapuestos cada uno compuesto de granos dedistintos aspectos. Estos estratos, por otro lado, se presentan plegados y a vecesinterrumpidos bruscamente en su continuidad.Este cuadro indica al gelogo que los distintos estratos han tenido una gnesisparticular, habindose generado en condiciones ambientales distintas: marino,continental, hmedo o seco; lo que se determina por la disposicin de sus granos,por sus fsiles etc., etc.Tambin le inducen a pensar que por presentarse plegados o fracturados, han

sufrido procesos tectnicos (movimientos), ya que la primitiva posicin de losmismos, cuando se generan sus planos de yacencia, deban ser muy cercanos alplano horizontal.Aqu la Geologa tendr que valerse de otras ciencias para explicarsatisfactoriamente todo lo ocurrido hasta el momento en que se realiza laobservacin: De la Biologa, para explicar la vida orgnica habida durante sugeneracin y testimoniada por fsiles; de la Qumicacuando entra en el anlisisde los elementos inorgnicos que componen los estratos; de la Fsicapara dataren sentido absoluto a las formaciones, o cuando indaga sobre las leyes y lasfuerzas que provocaron el posterior pliegue de los estratos.Por definicin, GEOFSICAes la aplicacin de los principios, leyes y prcticas de

la Fsica a la solucin de problemas relativos a la tierra y al estudio de fenmenosinternos y externos a ella vinculados.


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Tempranamente en el proceso de subdivisin, fueron reconocidas cuatro ramas dela ciencia: Qumica, Fsica, Geologay Biologa; a estas a menudo se agregan laAstronoma y la Matemtica. A causa de que esta ltima no trata con la materiadirectamente, no es a menudo incluida dentro de las ciencias fsicas, y laAstronoma es a menudo tratada como una rama de la Fsica. Desde este punto

de vista, la ciencia puede ser representada como un tetraedro y cada campo tieneun lugar de representacin dentro del tetraedro.Hasta que la ciencia comenz a diversificarse, el investigador no estuvo tentado aenfatizar un aspecto sobre los dems. As Sir Isaac Newton, quien a menudo esconsiderado como un fsico, tambin contribuy a lo que ahora se llama Geologa,cuando propuso la teora de la contraccin para la generacin de montaas. Amedida que se increment el conocimiento, ciertos campos fueron investigadosms a fondo que otros y comienzan a ser considerados como separados ydistintos.La clasificacin de los conocimientos en temas individuales tendi a separar a loscientficos y dej reas intermedias relativamente poco desarrolladas. Cuando

este sobre nfasis fue reconocido, se desarrollaron nuevos especialistas los quetratan con estos campos intermedios. La geofsica es uno de ellos.Hasta que los gelogos alcanzaron el punto en que comprendieron la tierra losuficiente como para preparar y ensayar sus hiptesis por la experimentacin, losfsicos y qumicos haban ya desarrollado las tcnicas para hacer las medicionesnecesarias; como resultado, las fronteras de la ciencia de la tierra en mas rpidodesarrollo son aquellas donde especialistas de otros campos estn trabajando conlos gelogos y la GEOFSICA es un ejemplo.

La GEOFSICA es el resultado de la necesidad de la Geologa de nuevasherramientas. Dado que varias tcnicas de experimentacin fueron aplicadas alos problemas de la tierra, se desarrollaron reas de investigacin completamentenuevas. A causa de la relacin de las viejas ciencias, Fsica y Geologa, fue


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natural agrupar todas estas especialidades bajo un nombre general: GEOFSICA,an cuando ellas fueran de diversa naturaleza.La prospeccin geofsica es el arte de buscar depsitos ocultos dehidrocarburos (petrleo y gases) o de minerales tiles, efectuandomediciones fsicas desde la superficie del suelo, mediciones que, de ordinario,

suministran informacin acerca de las propiedades fsicas de los materiales delinterior de la Tierra. Esta informacin, interpretada de forma adecuada, puedeutilizarse para localizar depsitos minerales de valor econmico.

Los datos de los estudios geofsicos, para ser eficaces, deben expresarse entrminos geolgicos, y el valor que pueda concederse al cuadro geolgico asobtenido, mayor para unas tcnicas que para otras, depende de la calidad de losdatos y de la pericia con que son interpretados. Desde que por vez primera seaplic la Geofsica a la exploracin, se han producido continuosperfeccionamientos en los instrumentos y tcnicas, as como en los mtodos deinterpretacin, perfeccionamientos que han aprovechado los rpidos avances de

nuestra tecnologa. Sin embargo, el progreso de los descubrimientos que puedenser acreditados a los geofsicos ha permanecido estabilizado durante unoscuantos decenios, con cierta decadencia a partir de mediados de siglo. Losmtodos geofsicos han ganado en eficacia, pero el incremento de susposibilidades no ha guardado relacin paralela con la creciente dificultad existentepara encontrar nuevos depsitos de petrleo y de minerales, pues las fuentes msfciles de localizar en cualquier momento han sido encontradas y explotadas demanera progresiva. Los geofsicos se enfrentan ahora con el problemadesalentador, pero acuciante, de tener que avanzar ms de prisa cada vez paraconservar el mismo puesto. Desde finales de la segunda Guerra Mundial, lainvestigacin geofsica y su desarrollo han experimentado una fuerte expansindirigida hacia el perfeccionamiento de las tcnicas para mantener elsuministro mundial de petrleo y de minerales.

La AMERICAN GEOPHYSICAL UNION separa a la GEOFSICA en 8subdivisiones:

METEOROLOGA: La ciencia del aire, que estudia todos los aconteceresrelacionados con los fenmenos atmosfricos.HIDROLOGA: Comprende los conocimientos e investigaciones relacionados conlas aguas continentales, superficiales y subterrneas, como as tambin la

Glaciologa.OCEANOGRAFA: Se ocupa de los ocanos, considerando aspectos qumicos,fsicos y biolgicos de los mismos.VULCANOLOGA: Comprendiendo el estudio del vulcanismo, su gnesis,evolucin y consecuencias.TECTONOFSICA: Que estudia la deformacin de las rocas, tanto en estructurassujetas a grandes movimientos, como en cualquier otro fenmeno diastrfico,superficial o profundo.GEODESIA: Se ocupa de la medida y forma de la tierra, as como de su campogravitatorio.


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SISMOLOGA: Que comprende el anlisis de los movimientos que afectan alplaneta, provocados por terremotos u otros movimientos naturales o artificiales.GEOMAGNETISMO: Estudia el campo magntico terrestre, sus causas yperturbaciones.

Cada una de estas especialidades ha contribuido, y lo siguen haciendo, al mejorconocimiento de nuestro planeta, pero tambin ha creado disciplinas cuyaaplicacin a las actividades econmicas de la humanidad, han contribuido a lacreacin del estado de evolucin actual.As la Sismologa, cuyos comienzos fueron el estudio de los terremotos, determinlas leyes que rigen la aplicacin de sus principios a la prospeccin ssmica, detrascendencia indiscutible en la exploracin petrolera.

SISMOLOGIAUna de las ramas ms desarrolladas de la Geofsica es la sismologa, que comose dijo anteriormente, trata de las perturbaciones elsticas, su gnesis y supropagacin.La causa de los terremotos constituy el principal enfoque en los comienzos deesta disciplina a fin de prevenir, en lo posible, sus efectos; pero el avance delconocimiento en este sentido no alcanz el alto grado que se logr en el sentidode lograr que sus efectos no fueran tan desastrosos para los conjuntos humanosalcanzados por las sacudidas ssmicas.A la Ssmologa la podemos subdividir en dos grandes ramas:La Sismologa Observacional, que estudia los sismos naturales (terremotos) ytodo lo relacionado a los mismos.La Sismologa Prospectiva, que es utilizada principalmente para la prospeccin

petrolera y que hace uso de sismos provocados artificialmente.

Sismologa Observacional:Los datos de que hace uso son obtenidos por medios de redes mundiales deestaciones sismolgicas que cuentan con instrumental especial para detectar ymedir en sus tres componentes el movimiento del suelo provocado pormovimientos ssmicos naturales.Si bien el objetivo inicial de la Sismologa Observacional fue el de prever lossismos de manera de tomar los recaudos necesarios, los avances en ese sentidohan sido lentos y recin ltimamente se han obtenido resultados significativos. Encambio la observacin sistemtica de los sismos naturales, permiti determinar

zonas de alta sismicidad y zonas assmicas y un anlisis detallado de estos datoses importante para ir redactando en un pas los cdigos de edificacin, a los quedeben ajustarse las construcciones por razones de seguridad. Pero aparte de loanterior y del desarrollo obtenido en las fundamentaciones analticas de losfenmenos involucrados en la generacin y propagacin de las ondas elsticas,una de las ms grandes contribuciones de la sismologa al conocimiento denuestro planeta, es precisamente al haber sealado algunas caractersticaselsticas de la materia que integra el interior de la Tierra, as como tambin,aspectos fsicos sobre el estado de este material.


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La sismologa ha sealado dos grandes discontinuidades elsticas en el interior dela Tierra, las que toman en la actualidad como separacin o lmites de tresgrandes unidades: Corteza, manto y ncleo.Como su nombre lo indica, la corteza es la cscara exterior de la Tierra y se laadmite separada del manto por la discontinuidad de Mohorovicic. Su espesor es

variable, alcanzando un valor mximo debajo de las grandes cadenas montaosasde alrededor de 50 Km., toma un espesor de 25 a 30 Km. debajo de las llanurascontinentales y se adelgaza marcadamente debajo de los extensos fondosocenicos donde puede tomar un valor mnimo de hasta 5 km.

En cierto modo, el relieve de labase de la corteza o de ladiscontinuidad de Mohorovicic, es inverso al relieve superficial de la parte slida

de nuestro planeta. Cabe agregar tambin, que la corteza es del interior de laTierra, la porcin ms heterognea en cuanto a las caractersticas elsticas.El manto es la porcin del interior de la Tierra comprendida entre la discontinuidadde Mohorovicic y otra marcada discontinuidad mucho ms profunda que se conocecomo discontinuidad de Gutemberg, en homenaje al primero que la sealara.


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La base del manto se ubica a 2.900 Km. desde la superficie de la Tierra, y suestado fsico se asemeja a lo que conocemos como viscoso, debido a lascondiciones de presin y temperatura, como as tambin a otros fenmenosvinculados a la transmisin de ondas ssmicas y a la profundidad de los focos delos terremotos.

El manto presenta, segn estudiaremos en la propagacin de las ondas ssmicas,discontinuidades menores, llamadas de segundo orden, que implican variacionesde velocidad de propagacin de las ondas elsticas pero sin saltos bruscos.En toda esta porcin del interior de la tierra se reconocen la transmisin de lasllamadas ondas de cuerpo, longitudinales y transversales.Desde la gran discontinuidad de Gutemberg y hasta el centro de la tierra, seextiende la porcin llamada ncleo, de unos 3.500 Km. de radio. La sismologa hapuesto en evidencia que en esta parte del planeta la onda longitudinal sufre undescenso brusco en su velocidad de propagacin, pasando de unos 13.000 m/sega slo unos 8.000 m/seg tambin se ha verificado que su estado se asemeja al deun lquido ya que no se han podido reconocer, hasta el presente, ninguna onda

transversal que hubiera viajado por ese medio.Hay elementos de juicio que conducen a sospechar que el ncleo no eshomogneo y que la porcin ms interna, de unos 1.300 Km. de radio, llamadancleo interno, tendra caractersticas parecidas a las de un slido.Otro de los aportes fundamentales de la sismologa al conocimiento de nuestroplaneta es en lo que respecta a la teora de la Tectnica de Placas,

desplazamientos diferenciales de las rocas de la corteza inducidos por losmovimientos convectivos del material del manto, y que ha dado una firmefundamentacin a la teora de la migracin de los continentes, originalmentepostulada por Wegener.


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Sismologa Prospectiva:Esta importante rama de la sismologa es utilizadaprincipalmente para la exploracin petrolera y suprincipal caracterstica distintiva respecto a lasismologa observacional, es que estudia ondas

elsticas no originadas en sismos naturales, sino ensismos artificiales producidos por ejemplo por una cargade dinamita.Mtodos sismogrficos basados en sismos artificialesson tambin usados para el estudio de fundaciones dediques, puentes, gasoductos, etc.; y en reas cubiertaspor aguas someras, haciendo uso de fuentes especialesde energa (caones de aire), son usados para lafundacin de puertos, tendidos de caeras oasentamientos de plataformas de perforacin. Aunquelas ltimas no son tareas estrictamente prospectivas pueden ser consideradasdentro de la sismologa prospectiva dndole a esta denominacin un sentidoamplio.

Si entendemos como ciencias aplicadas a las que utilizan los conocimientos deciencias fundamentales para explicar el comportamiento de la materia en susvariadas formas naturales, la GEOFSICA es una de ellas. Lo que en trminosgenerales aceptamos como geofsica es; dentro del marco de las ciencias de laTierra, el estudio por medio de mediciones indirectas de la masa slida del planetaque se encuentra por debajo de la delgada corteza que podemos estudiardirectamente por medio de la observacin de las rocas expuestas en superficie ode las muestras obtenidas de los pozos o perforaciones ms profundas (campo dela Geologa)

El principal objetivo de la GEOFSICA es la determinacin de la estructura ycomposicin del interior del planeta, como as tambin la historia de susvariaciones pasadas, presentes y futuras.


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A la clasificacin general de la unin de geofsicos americanos algunosinvestigadores comienzan a considerar como separado a cuatro ramas ms.GLACIOLOGA: que trata del agua en forma de hielo y que generalmente se laconsideraba como formando parte de la Hidrologa.

GEOTERMIA: est muy relacionada con la Vulcanologa, aunque es de conceptoms limitado. Estudia la temperatura de la Tierra y la accin de ella sobre losprocesos fsicos y qumicos, as como la transmisin de calor.GEOCOSMOGONIA: que trata del origen de la Tierra.GEOCRONOLOGA: se ocupa de la cronologa de los acontecimientos (de lahistoria).

La Geofsica y las otras ciencias bsicas

Una de las ramas ms recientes de la ciencia aplicada, la Geofsica exploratoria,es en la actualidad un producto de varias disciplinas bsicas tales como la Fsica,la Qumica y las Matemticas. Las diversas tcnicas de la prospeccin geofsicaestn basadas en varios principios fsicos fundamentales, como son las leyes de laatraccin gravitatoria ymagntica, las que gobiernan en ptica la refraccinyla reflexin(tal como se aplican a la prospeccin ssmica), los elementos de laelectricidady la teora electromagntica.Aunque estos principios son bastante simples, en general es difcil su aplicacin alestudio de los materiales ptreos, que rara vez son homogneos y que, confrecuencia, ofrecen propiedades fsicas complejas.Casi todos los mtodos importantes de la prospeccin geofsica han sidodesarrollados partiendo de las tcnicas empleadas en un principio para el estudio,

ms o menos cientfico, de las caractersticas terrestres en gran escala.La prospeccin por gravedadse desarroll despus de que durante variasdcadas haban sido llevadas a cabo mediciones con el pndulo para determinarla forma exacta de la Tierra, a base de las variaciones de la atraccin gravitacionalentre diferentes estaciones de observacin.El mtodo de refraccin ssmicahace uso de los principios elaborados en loscomienzos del siglo actual por los sismlogos de terremotos, que los pusieron apunto para desentraar la estructura del interior de la Tierra.Los instrumentos magnticos, que bsicamente eran los mismos que los usadoshoy en da para la prospeccin, hicieron posible levantar el mapa de algunos delos elementos magnticos de la Tierra, en escala global, en tiempos tan antiguos

como el siglo XVII.Hoy en da, la actividad de la exploracin geofsica ocupa un volumen muchomayor que la investigacin bsica de la fsica de la Tierra. La dependencia de laprospeccin geofsica de la labor cientfica que la ha precedido ha evolucionadohasta convertirse en una fructfera interdependencia entre las dos, y muchos delos aparatos y tcnicas desarrollados para la exploracin de petrleo y mineraleshan sido empleados ventajosamente en estudios cientficos relativos a laestructura de la corteza terrestre y de su interior. Asimismo, la capacitacin del


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personal dedicado a trabajos de exploracin ha aportado un incentivo econmico yayuda al creciente volumen de investigacin geofsica en las universidades.

Breves historias de los mtodos geofsicosLa Geofsica aplicada fue empleada por primera vez en la bsqueda de minerales

magnticos, en especial menas de hierro, y de ello hace ya varios siglos. Losmtodos elctricos fueron introducidos durante el siglo XIX para la busca demetales no nobles. El empleo de la Geofsica en la exploracin petrolfera slotiene unas decenas de aos de antigedad, pero el volumen de su actividad eneste campo supera con mucho al de la Geofsica minera. Las tcnicas de reflexinssmica y por gravedad han sido las ms utilizadas en la prospeccin petrolfera,en especial la primera.Las primeras aplicaciones de la Geofsica fueron en la prospeccin minera.Aunque se sabe que ya en 1640 se empleaba el comps magntico en laprospeccin de minerales de hierro, hasta 1870 no se fabric un instrumentoespecial para este fin: el comps minero sueco de Thalen y Tiberg, que tena laaguja magntica suspendida de manera que pudiera girar alrededor del ejehorizontal y del vertical.El aprovechamiento de las propiedades elctricas de las rocas como base para laexploracin minera fue propuesto por vez primera en 1815, por Robert Fox, quiendescubri que ciertos minerales estn espontneamente polarizados en el suelo.

Tcnicas Geofsicas en Minera.Hacia 1915 fueron introducidos instrumentos magnticosque todava siguenemplendose hoy en la exploracin minera, y que son la brjula de declinacin y elmagnetmetro de Schmidt. Los progresos ms recientes en los instrumentos

magnticos son los magnetmetros discriminadores de flujo y los de resonancianuclear, habiendo sido utilizados ambos principalmente en operaciones deprospeccin area.La actividad de la prospeccin elctricadesde 1915 ha estado limitadaprincipalmente a los mtodos de resistividad, potencial espontneo, corrientestelricas y electromagnticos. Schlumberger y Wenner desarrollaron tcnicas deelectrodos mltiples para medidas de resistividad que an siguen en uso.La mayor proporcin, con mucho, de la actividad de la prospeccin geofsica haestado dirigida a la busca de petrleo y gases, y slo una pequea fraccin de lamisma a la bsqueda de minerales slidos. Y, sin embargo, los mtodosgeofsicos fueron empleados en la localizacin de minerales varios siglos antes de

que existiera la industria petrolfera. Segn Heiland ya desde 1640 se habanhecho estudios magnticos para encontrar yacimientos de menas de hierro, yRobert Fox, que descubri que las rocas presentaban polarizacin elctricaespontnea, propuso, en poca tan lejana como el ao 1815 que se empleaseeste efecto para localizar cierto tipo de menas.

Aunque el campo total de la labor geofsica en la industria minera es pequeo encomparacin con el de la industria del petrleo, las exploraciones geofsicas han


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efectuado algunos descubrimientos espectaculares de depsitos minerales. Enestos ltimos aos se han adaptado instrumentos detectores magnticos,electromagnticos y por radiactividad para realizar exploraciones areas quepermiten mayor rapidez y eficacia.

Existe un cierto nmero de razones que explican por qu la Geofsica tiene menosaplicacin en la prospeccin minera que en la busca de petrleo y gas. En primerlugar, las propiedades fsicas de muchas masas minerales no ofrecen grandescontrastes con las correspondientes propiedades de la roca local que las rodea y,por lo tanto, hay muchos depsitos que, intrnsecamente, no resultan objetivosgeofsicos prometedores.Adems, y por trmino medio, las compaas mineras son menos importantes quelas petrolferas y muchas de ellas no pueden disponer del equipo necesario para laprospeccin geofsica, aun resultando la mayora de las tcnicas utilizadas enminera ms econmicas que las empleadas en la prospeccin del petrleo. Por lamisma razn, la industria minera no ha estado en condiciones de sostener la

investigacin y desarrollo en la escala que sera necesaria para que la Geofsicaalcanzase todo su potencial como instrumento eficaz para la exploracin minera.

La Geofsica en la Industria Petrolera.Los dos tipos de medidas ms utilizados en la prospeccinpetrolfera, el degravedady el ssmicofueron empleados en su origen parafines totalmente diferentes.En 1887, Von Sterneck invent un pndulo porttil rara medirla gravedad terrestre

en el campo y que en aquel entonces slo se us en estudios geodsicos paradeterminar la forma de la Tierra. Durante el perodo 1890 a 1902, el barn Rolandvon Etvs, de Hungra, perfeccion la balanza de torsin que lleva su nombre, ydemostr sus posibilidades como instrumento para la exploracin geolgica.Hacia 1915, Hugo de Boeckh indic que la balanza de torsin podra servir paralocalizar domos o anticlinales con ncleos ms ligeros o ms pesados que lasformaciones circundantes.En 1918, Ising construy el primer gravmetro adecuado para estudios geolgicos.El primer descubrimiento de un campo petrolfero por geofsicos tuvo lugar en1924, cuando fue localizado el domo de Nash, en Texas, con la balanza detorsin. En la segunda decena del siglo se produjo una espectacular serie de

descubrimientos geofsicos de domos salinos, basados muchos de ellos en el usocombinado de la balanza de torsin y del sismgrafo de refraccin.El primer gravmetro que daba una lectura directa de las diferencias de lagravedad fue empleada en 1935, y este aparato, debido a su mayor rapidez defuncionamiento, pronto desplaz a la balanza de torsin y al pndulo.

Los primeros sismgrafos fueron utilizados para registrar terremotos, y en 1848Robert Mallet propuso la creacin de terremotos artificiales haciendo estallarplvora para investigar las formaciones del subsuelo y el fondo del gran ocano.


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Dos aos ms tarde construy el primer equipo sismogrfico (un recipiente conmercurio y un telescopio para observar y cronometrar la operacin de ondas en lasuperficie del mercurio) y lo hizo utilizar para medir la velocidad del sonido (enrealidad ondas superficiales) en el granito.Ms de medio siglo despus, L. P. Garret propuso el empleo de la refraccin

ssmica para localizar domos salinos, y en 1919 Ludger Mintrop, en Alemania,solicit una patente del mtodo de refraccin para determinar la naturaleza yprofundidad de las formaciones del subsuelo.Para 1930 ya haban sido descubiertos, por as decirlo, todos los domos salinos dela Costa del Golfo lo suficientemente someros para ser localizados por estemtodo.El mtodo de reflexintuvo sus comienzos con la sonda snica de ReginaldFessenden para determinar la profundidad de las aguas y localizar los icebergs.Hacia 1932 1933, este mtodo fue el ms usado de todas las tcnicasgeofsicas, preponderancia de la que an sigue disfrutando.A la terminacin de la segunda Guerra Mundial, el mtodo ssmico fue aplicado en

las aguas litorales del Golfo de Mxico, y desde entonces la actividad ssmicamarina ha seguido aumentando tanto en el Golfo como en California, GolfoPrsico Venezuela Argentina y otras partes del mundo. Haca 1950 fue aplicado ala exploracin ssmica un nuevo medio de registro, la cinta magntica, y para 1956ya se haban fabricado suficiente nmero de unidades de este tipo para equipar ala mitad de todos los equipos sismomtricos del mundo.Los primeros equipos geofsicos que, empleando la balanza de torsin y elsismgrafo de refraccin, buscaban domos salinos someros en la Costa del Golfo,en los Estados Unidos y Mxico, hacia 1925, tuvieron un xito espectacular.A partir de 1937, fecha en que empez a disponerse de las primeras estadsticas,uno de cada seis pozos de cateo localizados por geofsicos haba llegado a sercomercialmente productivo. Esto podra parecer un pobre xito de los geofsicos,hasta caer en la cuenta de que, de cada veinte pozos localizados sin ayudatcnica, slo uno haba resultado productivo. En los pozos localizados por laGeologa, pero no por la Geofsica, la proporcin de xitos haba sido de uno adiez. Al valorar estas cifras, no hay que olvidar que la Geologa sola puede serms eficaz y econmica que la Geofsica en algunas zonas, y que lo contrariopuede ser cierto en otras. As pues, los dos mtodos no deben considerarse comocompetidores, sino como complementarios uno de otro.Mientras la proporcin entre los descubrimientos de nuevos campos y los pozosimproductivos se mantuvo virtualmente constante en las prospecciones de cateo

efectuadas por geofsicos, el tamao medio de los yacimientos individuales en losEstados Unidos haba venido bajando constantemente desde 1938. Los grandesyacimientos fciles de descubrir por Geofsica haban sido ya encontrados en sumayora y, por tanto, la industria se dispuso a realizar perforaciones en plan msmodesto en vista de que los buenos pozos comenzaban a escasear. Por lo tanto,se requera un mayor nmero de equipos geofsicos para localizar cada ao elmismo nmero de barriles, de modo que el coste de exploracin por barrilaument. Muchas compaas petroleras han hecho frente a este problemaextendiendo sus operaciones fuera de los Estados Unidos y del Canad, aplicandomtodos geofsicos a zonas donde no haban sido empleados con anterioridad.


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Otras se han concentrado en la exploracin en aguas litorales, especialmente enel Golfo de Mxico, donde los geofsicos han logrado notables xitos, tanto en elporcentaje de pozos de cateo abiertos en nuevos campos (uno por cada 2,5hasta 1956) como en el tamao de los yacimientos descubiertos. Pero, como lasoperaciones fuera del pas resultan bastante costosas, y con frecuencia presentan

riesgos polticos, en tanto que el arrendamiento y produccin en aguas litoralesson muy caros, no parece que exista gran peligro de que la exploracin geofsicadel petrleo en zonas terrestres de los Estados Unidos y de Canad tienda adisminuir en un futuro predecible.

Registro geofsicoEl empleo de instrumentos geofsicos para obtener registros continuos en lossondeos fue introducido en Francia por C. y M. Schlumberger, haca 1929, el serpuesto a punto el registro por resistividad. Las tcnicas de electrodos mltiplespara medir las resistividades del suelo sobre la superficie fueron adaptadas paraser utilizadas en los pozos de sondeo, y estas medidas fueron combinadas con lassimultneas de potencial espontneo para obtener una informacin ms completade la litologa de las perforaciones. En realidad, todos los pozos que se perforanen busca de petrleo son registrados elctricamente como procedimientooperatorio de rutina.

En 1912, ya comienza a orientarse hacia el camino del descubrimiento de la prospeccin elctrica delsubsuelo, aplicada desde Superficie. En la reproduccin se observa el primer camin de prospeccin elctricade superficie, el mismo pertenece a los hermanos Conrad y Marcel Slumberger.

La primera publicacin sobre registro continuo por radiactividad fue la de Howell y

Frosch en 1939. Otras publicaciones de 1940 reflejaban un aumento de actividaden el desarrollo de las tcnicas de registro por rayos gamma hacia aquella poca.En la dcada siguiente las tcnicas de registro por radiactividad fueronperfeccionadas hasta el punto de que en la mayora de las zonas son las msusadas como registros elctricos. En 1951 apareci el registro continuo develocidad que proporciona informacin til para la interpretacin de los registrosssmicos, y ayuda tambin a la correlacin e identificacin de las formaciones delsubsuelo de la misma manera que los registros elctricos.


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PROSPECCIN GEOFSICA

Consultas bibliogrficas: La prospeccin geofsica es una rama tan reciente de latecnologa que su bibliografa no aparece tan diseminada como la de otroscampos tcnicos.

El primer libro sobre prospeccin geofsica fue el de Ambronn, publicado enalemn en 1926 y traducido al ingls en 1928.En 1940 hizo su aparicin el libro de texto de Nettleton sobre prospeccingeofsica del petrleo, y doce aos ms tarde fue publicado el libro de Dix sobreprospeccin ssmica, que fue el primer libro en ingls dedicado a un solo mtodogeofsico.La revista ms importante. en ingls, sobre prospeccin geofsica, es Geophysics,,que se viene publicando desde 1936 por la Society of Exploration Geophysicists, yen la que han aparecido la mayora de los trabajos de los autores americanos ycanadienses.Esta Sociedad, en 1955, public en tirada aparte un ndice muy completo y til deesa y otras publicaciones de la SEG. A partir de 1953, la European Association ofExploration Geophysicists viene publicando la GeophyscaI Prospecting, contrabajos en ingls, alemn y francs; as pues, la mayora de los trabajos han sidopublicados en ingls.Hay que hacer mencin de tres publicaciones especiales de la Society ofExploration Geophysicists. Durante varios aos anteriores a la aparicin deGeophyscs, la Sociedad subvencion la publicacin de trabajos en otras variasrevistas, tales como el Bulletn of the AAPG,(Asociacin Americana de GelogosPetroleros) trabajos que fueron reimpresos en 1947 en una coleccin tituladaEarly Geophysical Papers. Esta sociedad ha publicado dos volmenes de

historias de casos geofsicos:Geophysical Case Histories, vol. I, editada por L. L. Nettleton en 1949, yGeophysical Case Histories, vol. II, editada por Paul Lycns en 1956. Con pocasexcepciones, las historias contenidas en ambos volmenes estn dedicadas a laprospeccin petrolfera. En la mayora de estos trabajos se pasa revista aldescubrimiento de varios campos petrolferos y se presentan mapas geofsicos yperfiles obtenidos con anterioridad a los descubrimientos, junto con los mapas yperfiles geolgicos basados en perforaciones posteriores.

En la actualidad estas asociaciones siguen editando sus revistas y adems lasmismas pueden ser visitas con sus sitios en Internet.

Objeto de la Prospeccin Geofsica

La finalidad de las prospecciones geofsicas es detectar y localizar cuerposy estructuras geolgicas del subsuelo, y si es posible, determinar susdimensiones y con frecuencia alguna de sus propiedades fsicas. En trabajos deingeniera la informacin acerca de la estructura interesa normalmente en funcinde su relacin con el problema construccin propuesta, pero tambin puederesultar interesante la determinacin de las propiedades mecnicas del subsuelo.


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Por ejemplo, si una zona va a tener que soportar cargas importantes, ser de granutilidad el conocimiento de las propiedades fsicas (elsticas y plsticas de losmateriales del subsuelo.

En prospeccin, puede necesitarse el conocimiento de las estructuras por la

conocida asociacin de stas con minerales de valor econmico; un ejemplo tpicode esto es la concentracin de petrleo en anticlinales de rocas sedimentarias. Elprocedimiento en geofsica minera es sin embargo, algo diferente. Las minas demineral con frecuencia presentan caractersticas que fcilmente se pueden medir yreconocer por tcnicas geofsicas, pero suelen tener formas irregulares yencontrarse en rocas de estructuras complejas. El inters radica por lo tanto msen su deteccin y en la determinacin de sus propiedades fsicas que en la exactainterpretacin cuantitativa.Normalmente una prospeccin geofsica consiste en la ejecucin de una serie demedidas sobre la superficie del terrero o en el aire paralelamente a ella pero aveces estas medidas se hacen a lo largo de un sondeo. En esencia las mediciones

consisten en determinar las variaciones en el espacio o en el tiempo de uno ovarios campos de fuerzas. El valor de estos campos viene determinado, entreotros factores, por la naturaleza de las estructuras del subsuelo y por lo hecho deque las propiedades fsicas, o al menos una de ellas, de las rocas varaampliamente de una zonas a otras. Con frecuencia, las discontinuidades fsicascorresponden a lmites geolgicos, por lo que numerosos problemas estructuralesse reducen a la interpretacin de los campos medidos en superficie en funcin dela firma de estas discontinuidades. Evidentemente, la mayor o menor facilidad deefectuar esta interpretacin depender en forma considerable del grado delcontraste de las propiedades fsicas de las rocas presentes en la estructura quese investiga, y la eleccin del mtodo se har en funcin de cul sea la propiedadfsica que dentro de la estructura, ofrezca mayores contrastes. Sin embargo, no esste el nico factor que hay que considerar a la hora de elegir un mtodo deprospeccin geofsica, ya que algunas tcnicas se prestan ms que otras a unainterpretacin cuantitativa, por lo que la eleccin del mtodo puede hacerse mspor la necesidad de una mayor precisin en la interpretacin, aun cuando estoimplique trabajar con magnitudes fsicas que presenten menores contrastes entresus valores.Las propiedades de las rocas de las que se hace ms uso en prospeccingeofsica son: densidad, susceptibilidad magntica, elasticidad yconductividad elctrica. Tambin se emplean aunque en menor proporcin,

otras propiedades como la radioactividad.Toda masa ejerce un efecto gravitatorio, por lo que, lgicamente los cambioslaterales en la densidad del subsuelo producirn variaciones pequeas, pero amenudo detectables, de la gravedad medida en superficie.Del mismo modo muchas rocas son ligeramente magnticas, con frecuenciatienen una imantacin remanente y otra inducida por el campo magnticoterrestre. Las diferencias en la intensidad de imantacin de las rocas debida adiferencias de susceptibilidad, as como las variaciones en la direccin eintensidad de la imantacin remanente, producen cambios en el campo magnticoterrestre que pueden medirse en superficie. Por estos motivos, resulta posible


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sacar conclusiones acerca de la estructura del subsuelo a partir del conocimientode la variacin espacial en superficie del campo gravitatorio o magntico.

Desgraciadamente los mtodos gravimtricoy magnticosde prospeccintienen una importante limitacin: en teora existen un sin nmero de estructuras

con capacidad de producir la misma respuesta en superficie. Sin embargo, en laprctica normalmente se dispone de alguna informacin geolgica de la zona quecombinada con los datos geofsicos, con frecuencia permite eliminar, al menos enparte, la indeterminacin de la solucin. Conviene sealar que en cualquiera deestos mtodos, no es necesario conocer los valores absolutos del campomagntico o gravimtrico sino slo la perturbacin que en tales campos produce laestructura. Tal perturbacin se conoce como anomala.

Los mtodos de prospeccin gravimtricoy magnticoestudian campos defuerzas naturales. Por su parte, los mtodos ssmicoy elctrico(incluido elelectromagntico), que estudian las propiedades elsticas y elctricas de las

rocas, necesitan de la introduccin de energa en el terreno. Como en estosmtodos la energa hay que generarla artificialmente, es posible variar la distanciaentre la fuente y el receptor lo que se traduce en la posibilidad de interpretar lasmedidas de forma unvoca y ms detallada que en los mtodos de campo natural.

En los mtodos elctricos, la corriente continua o de baja frecuencia se introduceal terreno por medio de electrodos. En ellos se determina la forma e intensidad delcampo del flujo de corriente en la superficie que depende, entre otras variables, dela distribucin de resistividades en las rocas del subsuelo. Cuando se utilizacorriente continua, o alterna de baja frecuencia y sta se aplica directamente alterreno, la medida consiste en esencia, en la determinacin del gradiente delpotencial, aunque, segn el instrumento de medida empleado, puede presentarsecomo una resistencia. La energa elctrica tambin puede introducirse al terrenopor induccin, esto es, haciendo circular una corriente de frecuencia ms elevada(de unos cuantos cientos o miles de ciclos por segundo) a travs de una bobinaque no est conectada directamente al terreno. En este mtodo, llamadoelectromagntico, el campo de la bobina emisora puede sufrir alteraciones enamplitud, direccin o fase a causa de los conductores del subsuelo, y estaalteracin se mide por medio de una bobina receptora y circuitos auxiliares.

De todos los mtodos de prospeccin, el ssmicoes el que hasta el momento se

ha desarrollado ms y el que mayor informacin puede suministrar. Como lasrocas tienen propiedades elsticas y densidades diferentes unas a otras, lasondas elsticas se propagan con distintas velocidades a travs de ellas y sonreflejadas y refractadas en las interfaces que separan dos de ellas de distintaspropiedades. As, una onda elstica originada en la superficie por un impulso, trasreflejarse y refractarse en parte regresa a la superficie, y a partir del conocimientode su tiempo de llegada a gran nmero de puntos, pueda obtenerse una valiosainformacin acerca de la posicin de las interfases. Dos son las tcnicasempleadas: una basada en el estudio de la onda reflejada y otra en el de larefractada.


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La eleccin del mtodo que se debe emplear en cada caso concreto normalmenteno encierra mayores dificultades. En zonas de subsuelo estratificado, siempre queno sea de estructura muy compleja, los mtodos ssmicos tienen una ventajaconsiderable con gran diferencia, la informacin que dan es ms detallada, precisa

e inequvoca que la suministrada por cualquier otro mtodo. Sin embargo, entrabajos a pequea escala y si las estructuras son sencillas, es preferible utilizarmtodos elctricos, ya que permiten determinar satisfactoriamente la forma delsubsuelo, aunque no tan exactamente como empleando mtodos ssmicos, y sonms sencillos, quizs dos veces ms rpidos y, consecuentemente, mseconmicos.

En minera, donde lo que se buscan son menas, con frecuencia las estructurasson demasiado complejas para emplear los mtodos ssmicos de prospeccin. Enestos casos, dado que las propiedades fsicas de las menas difieren mucho de lasdel medio que las rodea, su deteccin se hace por mtodos elctricos, magnticos

e incluso gravimtricos. Con frecuencia su interpretacin es slo semi-cuantitativacomo mximo, debido a que su forma es compleja y a que sus propiedades fsicasvaran notablemente de unos puntos a otros de la mena. A pesar de todo, amenudo se puede obtener informacin sobre su tamao, forma y calidad.

En algunas ocasiones, un mismo problema se estudia por ms de un mtodoprospectivo. As, por ejemplo, en investigaciones petroleras suelen hacerseestudios previos aeromagnticos y gravimtricos de la zona, con objeto de acotarlas zonas favorables que posteriormente se estudiarn por mtodos ssmicos. Almismo tiempo, la combinacin de los resultados de la interpretacin de dosmtodos de prospeccin distintos referentes a una misma zona, permite eliminarfalsas soluciones sin necesidad de efectuar una nueva investigacin msdetallada, o disminuye el margen de variabilidad de soluciones.

Una vez que se ha decidido el mtodo o mtodos que se va a emplear, se elige elequipo conveniente para el trabajo. A continuacin debe considerarse el nmerode datos que debe tomarse para poder efectuar posteriormente una interpretacincorrecta. El nmero mnimo de medidas que tienen que efectuarse vienedeterminado por el objeto buscado en el trabajo y, hasta cierto punto por elpresupuesto econmico de que se disponga. Por ejemplo, el espaciado mximoentre estaciones vlido en una prospeccin para detectar huecos de unos 15 m de

ancho en la superficie de la roca firme, puede ser insuficiente para estudiarlos condetalle desde el punto de vista de la ingeniera. Otro problema fundamental quehay que considerar es el de los errores y el "ruido".Independientemente de los errores puramente instrumentales, cualquier medicinest sometida al efecto de variaciones locales pequeas y circunstanciales de laspropiedades del subsuelo (lo que constituye el llamado "ruido geolgico"). Cuandoeste ruido no es despreciable respecto del valor observado de la anomala, elespaciado de las estaciones debe ser menor si se quiere determinar la anomala apartir de ellas. Con frecuencia el ruido geolgico es el que decide, ms que losfactores instrumentales la detectabilidad de un objeto o estructura. Aun cuando el


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problema de este ruido no es de importancia decisiva, no puede despreciarse, y acausa de esto las interpretaciones basadas nicamente en medidas efectuadas alo largo de perfiles con gran espaciado entre ellas, pueden ser muy poco fiables.Normalmente este espaciado se fija de forma que sea posible establecer lacorrelacin entre las distintas estaciones, lo que permite eliminar la ambigedad

de la interpolacin entre ellas.

nicamente cuando la estructura geolgica del subsuelo es sencilla es posibleefectuar una interpretacin exacta e inequvoca de las medidas geofsicas, peroaun en estos casos no se consigue siempre. Por ejemplo, un caso a primera vistasencillo, puede ser la determinacin por mtodos elctricos de la profundidad a laque yace la roca firme bajo un recubrimiento de materiales no consolidados,problema que en principio parece reducirse a determinar la posicin de la interfaseque separa dos medios de diferente conductividad elctrica. Sin embargo, elproblema puede ser de muy difcil e inexacta resolucin a causa de la falta dehomogeneidad del recubrimiento, de, incluso, ligeras variaciones en su litologa,

del tamao del grano y del grado de humedad, todos ellos factores capaces deoriginar marcados cambios en la conductividad. En estas condiciones el problemadeja de ser la determinacin de una sola interfase para convertirse en otro enel que existen muchas, algunas de las cuales no sern lateralmente indefinidas.Por este motivo, los mtodos interpretativos basados en suposiciones previasacerca de la forma de la estructura carecen de valor y, en algunos casos lacomplejidad de la estructura puede ser tal que imposibilite la obtencin de lasolucin. Realmente, los recubrimientos no son totalmente homogneos casinunca, pero todos los mtodos interpretativos tienen validez si las faltas dehomogeneidad no son muy acusadas. La dificultad principal radica en darsecuenta, preferiblemente con anticipacin o en una interpretacin previa, de quelo aparentemente sencillo es en realidad complejo. Cuando de antemano seconoce que las estructuras de una zona son muy complejas, la utilizacin demtodos geofsicos slo puede justificarse por la imposibilidad de hacerperforaciones, y en estos casos se necesita gran cantidad de tiempo, trabajo yhasta dinero para obtener un estudio completo y detallado de la zona en cuestin.

Sin embargo, una investigacin geofsica exhaustiva puede resultar rentablecuando se trata de buscar minerales tiles. Esto sucede, por ejemplo, en laprospeccin petrolera por mtodos ssmicos, en la que se buscan estructurassituadas a gran profundidad (lo que elimina la posibilidad de hacer el estudio por

medio de perforaciones, dado su enorme costo) y que con frecuencia se veacompaado por el xito. Las tcnicas que se utilizan para resolver este problema,estn muy desarrolladas, por lo que normalmente puede obtenerse unainformacin exacta e inequvoca.La eleccin se hace ms difcil cuando la geofsica se aplica a la resolucin deproblemas mineros, de ingeniera o bsqueda de agua subterrnea a pocaprofundidad.En este tipo de problemas, no puede desecharse "a priori" la posibilidad deefectuar perforaciones, pues aunque son ms costosas que los mtodosgeofsicos, suministran datos ms seguros y exactos. En estas condiciones, el


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empleo de mtodos geofsicos depender en gran parte de la complejidad de cadaproblema concreto.

Desgraciadamente, con frecuencia se recurre a los mtodos geofsicos cuando lasperforaciones fracasan a causa de la complejidad del problema, e investigaciones

que podran realizarse econmicamente por mtodos geofsicos con perforacionesde apoyo, resultan muy costosas por el empleo intenso de perforaciones.

Los mtodos de prospeccin geofsicaTodos los mtodos geofsicos de prospeccin petrolfera, as como muchosmtodos de prospeccin mineral, estn encaminados a localizar estructurasgeolgicas favorables para depsitos de valor comercial; pero estos mtodospueden no ser capaces de encontrar directamente los depsitos. Cuando elpetrleo se encuentra retenido en trampas estructurales, estos mtodos suelenresultar satisfactorios, pero si se trata de acumulaciones estratigrficas, son aveces difciles, y con frecuencia poco probable, de localizar geofsicamente lo quese requiere es una tcnica geofsica que descubra directamente el petrleo en elsuelo; pero, no obstante las reivindicaciones que de vez en cuando aparecen enlas revistas, no existe prueba fehaciente de que se haya dado con una tcnicasemejante. Sin embargo, y al menos para ciertos tipos especiales deacumulaciones, algunos procedimientos geofsicos y microbiolgicos parecenprometedores.

En la exploracin petrolfera, el mtodo ms empleado es el de reflexinssmica, siguiendo en este orden, el gravitacional, refraccin ssmica y losmagnticos. En los mtodos de reflexin se usa muy a menudo el mtodo derefraccin para la determinacin de la capa meteorizada (weathering) y de lasvelocidades superficiales, las que son utilizadas para la correccin esttica. En elhemisferio oriental se utiliza a veces en la bsqueda del petrleo una tcnicaelctrica, la de la prospeccin mediante corrientes telricas. En la prospeccinminera, las tcnicas ms corrientes son la magntica, elctrica y radiactiva, sibien, y ocasionalmente, se utilizan los mtodos ssmicos y gravitacionales.

As a todos los mtodos geofsicos exceptuando el ssmico, se los puedendenominar el otro cinco por ciento. Esto es porque los mtodos ssmicos y susasociados de procesamiento de datos cuentan con el 95% de los gastos totales dela exploracin geofsica para petrleo, as que cualquiera sea la aplicacin hecha

para los mtodos magnticos y gravimtricos saldr de "El otro cinco por ciento".Esto no significa que esos mtodos hagan una contribucin proporcionalmentepequea al esfuerzo general de la exploracin. Con motivo de la relativamenterpida velocidad de progreso en el campo, especialmente para la magnetometraarea o aerotransportada, el rea total cubierta por reconocimientos gravitatorios ymagnticos puede ser mayor que la cubierta por la ssmica de mayores gastos.Como una regla grosera el costo relativo por unidad de rea de trabajos de campode magnetismo, gravedad y ssmica con procesamiento de datos, est en unarelacin de 1 a 10.


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Desde el comienzo de la exploracin geofsica en la industria petrolera, en losaos 1920, se han utilizado tres principios bsicos es decir: la medicin depequeas variaciones del campo magntico, la medicin de pequeasvariaciones del campo gravitatorio, y la medicin del tiempo de propagacinde las ondas elsticasa travs de la tierra. Estos tres y casi solamente estos tres

principios bsicos son las bases de prcticamente todo el trabajo geofsicorealizado hasta la poca presente. Por supuesto que debe sumrsele el mtodoelctrico utilizado para perfiles de pozos o para la bsqueda de aguassubterrneas.

Se han concebido muchos otros mtodos y han sido ensayados en el campo demanera limitada pero ninguno ha persistido en extensin tal que las operacionesde campo fueran realizadas en una escala comparable a la de los tres mtodosprimarios enunciados arriba.

El mtodo ssmico comnmente es mucho ms directo en su relacin a la geologa

que los mtodos potenciales. Las zonas de reflexin u horizontes frecuentementese correlacionan directamente con las capas geolgicas y dan medicionesrelativamente acertadas de su profundidad y su forma. En muchos casos sinembargo las correlaciones con la geologa pueden ser inciertas o engaosas. Entales casos los datos gravimtricos y magnticos pueden contribuir por elestablecimiento de lmites sobre posibles correlaciones y proveer informacinlitolgica.

Hasta cierto grado el dominio y la ocasin sobre aplicacin del mtodo ssmico sepuede atribuir a la relativa simplicidad de los principios bsicos aplicados. Elconcepto de iniciar una perturbacin cerca de la superficie, detectar la seal queretorna de la capa reflectora y determinar la profundidad de tal capa, conociendola velocidad de propagacin de la onda es muy simple. Por la otra parte losmtodos magnticos y gravitatorios son ambos mtodos potenciales y dependende la "accin a distancia". Esto significa que a medida que las mediciones sehacen ms y ms alejadas de los contrastes perturbadores anmalos demagnetismo o densidad, el efecto se torna ms y ms atenuado y suavizado demanera tal que los detalles son menos evidentes. El efecto es un poco parecido alde la cobertura de la rugosidad de los objetos u otras irregularidades de lasuperficie de la tierra por una pesada nevada. Los rasgos sobre la tierra que soninmediatamente reconocibles bajo una cobertura delgada de nieve se hacen ms y

ms redondeados a medida que la nieve es ms espesa hasta que su efecto semanifiesta solamente como una protuberancia redondeada sobre la superficie.An un cuerpo tan grande como un automvil puede estar cubierto en talextensin que no sea inmediatamente reconocible como tal sin tener informacinadicional. Por ejemplo una serie de esas tales protuberancias o gibasredondeadas en una lnea a lo largo del costado de una calle deberanreconocerse como automviles estacionados a lo largo del cordn. Ladiscriminacin entre ellos ser difcil, se podr distinguir un Fiat 600 de unutilitario pero no un Ford de un Chevrolet. De una manera algo similar lainterpretacin de reconocimientos magnticos y gravimtricos es inherentemente


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ambigua y cualquier control cuantitativo acerca de la naturaleza del cuerpo quecausa la perturbacin debe provenir de informacin adicional. Tal informacinpuede provenir de, contactos de perforacin, resultados ssmicos o limitacionesgeolgicas razonables. A despecho de tales ambigedades y prdidas deprecisin los reconocimientos ssmicos y magnticos pueden imponer lmites muy

definidos a la interpretacin geolgica y por ello realizar contribuciones especficasy tiles al cuadro general de la exploracin.

Mtodo de reflexin ssmica.Con esta tcnica se llega a reconstruir la estructura del subsuelo haciendo uso

de los tiempos requeridos por una perturbacin ssmica engendrada en el suelopor una energa determinada (explosin de dinamita prxima o sobre la superficie,golpeadores, vibradores, caones de aire, etc.) para volver a sta despus de serreflejada en las formaciones mismas. Las reflexiones son registradas porinstrumentos detectores (gefonos o hidrfonos) colocados sobre el suelo, cercadel punto de energa, que responden a los movimientos del suelo. Las variacionesen los tiempos de reflexin de un lugar a otro de la superficie indican, posicionesestructurales de las rocas del subsuelo.

Las profundidades hasta las superficies reflectoras son determinadas a base de

los tiempos, y la velocidad de la zona. La tcnica de reflexin proporciona msinformacin estructural y mejor que cualquier otro mtodo geofsico, pero presentala desventaja de que es ms lenta y costosa que la mayora de los restantesmtodos. Adems, son muchas las regiones donde las reflexiones slo puedenobtenerse con grandes dificultades.En la actualidad se encuentra en pleno apogeo la registracin ssmica 3D y 4D(con parmetro en el tiempo), donde prcticamente no hay yacimiento dehidrocarburos en el mundo que no tenga una registracin 3D. La registracin 4Des ms limitada y se la realiza en los yacimientos donde se encuentra avanzada


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su recuperacin secundaria o terciaria. Comparando los parmetros ssmicos deuna 3D con otra registracin 3D a posteriori se puede observar el avance delvapor o el agua de inyeccin en una recuperacin del yacimiento

Mtodo de refraccin ssmica.

En este mtodo los instrumentos detectores se disponen a cierta distancia delpunto de explosin, que debera ser mayor en comparacin con la profundidad aque se encuentre el horizonte objetivo. Las ondas explosivas recorren grandesdistancias horizontales a travs del suelo, hacen uso de una de las leyes de Snell,del ngulo critico.

El tiempo requerido para su desplazamiento informa acerca de la velocidad y

profundidad de ciertas formaciones del subsuelo. El mtodo de refraccinproporciona datos de la velocidad en las capas refractantes que, con frecuencia,permiten al gelogo, luego de una interpretacin identificarlas o especificar lasvelocidades y el espesor de las capas involucradas. Por lo general, este mtodohace posible cubrir una zona dada en menos tiempo que con el mtodo dereflexin. Puede ser muy utilizado para la localizacin de capas bien consolidadasen la construccin de diques o puentes.

Mtodo por gravedad.En la prospeccin por gravedad se miden las pequesimas variaciones que en laatraccin gravitatoria ejercen las rocas emplazadas en los primeros kilmetros por

debajo de la superficie del suelo. Los diferentes tipos de rocas tienen densidadesdiferentes y las rocas ms densas ejercen mayor atraccin gravitacional. Si lasrocas ms densas estn arqueadas hacia arriba, formando una elevacinestructural, tal como un anticlinal el campo gravitatorio terrestre ser mayor sobreel eje de la estructura que a lo largo de sus flancos. Por otraparte, un domo salino que es menos denso que las rocas en queest intruido puede ser descubierto gracias a los bajos valoresde la gravedad que normalmente son registrados sobre elmismo. Las anomalas de la gravedad buscadas en la


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exploracin petrolfera pueden representar tan slo una millonsima, y hasta unadiez millonsima, del campo total terrestre. Por esta razn, los instrumentosempleados han de ser extremadamente sensibles, y los gravmetros modernospermiten descubrir variaciones de la gravedad hasta de una cienmillonsima delcampo terrestre. En la actualidad las lecturas de gravedad pueden realizarse

mediante helicpteros o aviones con excelente precisin.

Mtodo magntico.La prospeccin magntica determina las variaciones del campomagntico terrestre atribuibles a cambios de estructura, o de lasusceptibilidad magntica de algunas rocas prximas a lasuperficie. Las rocas sedimentarias presentan, en general, unasusceptibilidad muy pequea en comparacin con las gneas ometamrficas, y la mayora de las exploraciones magnticas estnencaminadas a levantar el mapa de la estructura sobre o dentro delbasamento o a descubrir directamente minerales magnticos. El mtodomagntico resultaba til para la bsqueda de petrleo cuando la estructura de lascapas sedimentarias petrolferas estaban regida por caractersticas topogrficastales como crestas o fallas sobre la superficie del basamento. Las anomalasmagnticas a partir de la parte superior del basamento pueden aportar informacinrelativa a la estructura de las capas superiores. Sucede con frecuencia que resultadifcil distinguir las anomalas magnticas debidas a la topografa del basamentode las que son consecuencia de cambios laterales en la composicin de la rocadel basamento, y estaambigedad limita la eficacia del mtodo. La mayor parte de la prospeccinmagntica se realiza en la actualidad con instrumentos montados en aviones.

Mtodos elctricos.Existen varias tcnicas geofsicas destinadas a detectaranomalas en las propiedades elctricas de las rocas, talescomo la conductibilidad-resistividad, autopotencial yrespuesta a la induccin.. A base de estas anomalas puederesultar posible localizar minerales que ofrezcancaractersticas elctricas distintivas, o levantar caractersticasestructurales asociadas a yacimientos de petrleo o de minerales.El mtodo de resistividadse emplea para determinar variaciones laterales overticales de la conductibilidad en el interior del suelo, y se utiliza con frecuencia

para medir la profundidad a que se encuentra la roca firme en conexin conproyectos de ingeniera civil, dado que, normalmente, existe un gran contrasteentre la conductibilidad de la roca firme y los materiales no consolidados que lacubren.Tiene una de sus mayores aplicaciones en la bsqueda de acuferosconmediciones desde la superficie.El mtodo de corrientes telricas aprovecha como fuente las corrientes terrestresnaturales en lugar de corrientes engendradas artificialmente e introducidas en elsuelo.


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El mtodo autopotencial se utiliza para detectar las presencias de ciertosminerales que reaccionan con electrlitos del suelo, engendrando potencialeselectroqumicos. Una masa de sulfuros que aparezca ms oxidada a pocaprofundidad que a gran profundidad engendrar potenciales de este tipo quepueden ser registrados por electrodos situados en la superficie.

Los mtodos electromagnticos detectan anomalas en las propiedades inductorasde las rocas del subsuelo. Se introduce en el suelo una corriente alterna, por logeneral de alta frecuencia, y sobre la superficie o en el aire se miden la intensidady el desfasaje de los potenciales inducidos por las rocas enterradas. Muchasmenas de metales comunes engendran corrientes inducidas de intensidad muysuperior a las de las rocas circundantes.

Prospeccin por radiactividad.La actual necesidad de encontrar primeras materias fisionables para ser usadasen los reactores nucleares ha determinado en la prospeccin del uranio un augenico en la historia de la exploracin minera. La mayor parte de esta actividad haimplicado el empleo de instrumentos geofsicos, es decir, de detectores deradiaciones como los contadores Geiger o escintilmetros. El bajo costo dealgunos de estos aparatos ha dado como resultado una labor geofsica, algo ascomo de fin de semana, una pequea parte de la cual ha tenido xito satisfactorio.Gran parte de la exploracin del uranio ha sido realizada desde aviones, conempleo de escintilmetros especialmente adaptados para este uso.De todos los mtodos geofsicos, los de radiactividad son los que tienen la menorpenetracin, puesto que dichas radiaciones son absorbidas por menos de noventacentmetros de tierra que cubre el material radiactivo.

Registro en pozos.Esta tcnica geofsica, muy empleada, implica la exploracin del suelo coninstrumentos bajados a pozos cuyas lecturas son registradas en la superficie.Entre las propiedades de las rocas que son registradas de ordinario, figuran laresistividad elctrica, autopotencial, produccin de rayos gamma (naturales y enrespuesta al bombardeo con neutrones), densidad, susceptibilidad magntica yvelocidad acstica. Los gelogoshacen ms uso de varios deestos registros que de otros tiposde datos geofsicos.

Texto extraido de apuntes del Lic.NESTOR VITULLI (modificado)Ctedra GEOFSICA

Escuela de GeologaFACULTAD DE CIENCIAS NATURALES

Universidad Nacional de Salta

introduccion geofisica

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