Controluce - Figure per descrivere
pensare elementi
autore:
Piero Corubolo
affiliazione:
Dipartimento Geofisica della Litosfera, Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale - OGS, Trieste
L'immagine
Onde elastiche attorno a un pozzo di perforazione
L'immagine rappresenta un taglio orizzontale (perpendicolare
all'asse z) di un volume di dati sismici sintetici che simulano i risultati
ottenibili durante un rilievo di tipo SWD (Seismic While Drilling). SWD è un
metodo sismico che utilizza l'energia prodotta dallo scalpello durante la
perforazione per ottenere informazioni sulla stratigrafia della regione che
circonda il pozzo, attraverso l'analisi della
propagazione delle onde elastiche prodotte.
I metodi sismici a riflessione sfruttano tutti il principio della riflessione delle onde elastiche. Quando un'onda incontra una superficie di contatto che separa due strati di diversa natura, in parte penetra nello strato sottostante modificando di un certo angolo il suo percorso (onda rifratta) e in parte rimbalza ritornando in superficie (onda riflessa). I tempi di arrivo e le ampiezze delle onde riflesse e rifratte sono registrati da una serie di sensori posti in superficie. L'elaborazione di tali dati consente di ottenere delle sezioni sismiche, cioè grafici composti da numerose tracce ognuna delle quali rappresenta le ampiezze delle onde in funzione dei tempi di arrivo ai vari ricevitori.
Il cerchio nero al centro dell'immagine rappresenta il pozzo di perforazione. Nella simulazione numerica dalla quale è stata prodotta l'immagine, le onde si diffondono emesse da sorgenti disposte lungo il pozzo. Le onde appaiono diffondersi simmetricamente perché il modello di velocità imposto nella simulazione è a strati piano-paralleli, senza pieghe o rotture, e perché vengono raccolte da linee di ascolto disposte simmetricamente a partire dall'imboccatura del pozzo.
La tecnica
Simulazione geofisica
I dati sismici rappresentati nella figura sono stati
generati con un software che simula il processo reale di produzione e
acquisizione delle onde sismiche in 3D.
Per realizzare la simulazione, viene innanzitutto creato un modello della
distribuzione delle velocità di propagazione delle onde elastiche in
profondità, in altre parole un modello della stratigrafia del terreno. In questo caso particolare si immagina di distribuire un certo numero
di sorgenti lungo il pozzo e un certo numero di ricevitori sulla superficie.
In seguito, la propagazione delle onde viene simulata numericamente
a partire dalle sorgenti e si calcolano i tempi di arrivo delle onde ai
ricevitori. Il volume di dati sintetici è stato poi sottoposto a un processo che permette di posizionare correttamente nello spazio
3D le riflessioni delle onde elastiche sui vari riflettori impliciti nel
modello delle velocità di propagazione (la stratigrafia ipotizzata). Nel
caso particolare dell'immagine in esame, è stata simulata un'acquisizione reale
effettivamente avvenuta. In generale, questo tipo di simulazioni geofisiche è di
valido aiuto sia
nell'elaborazione dei dati, sia nella loro successiva analisi e interpretazione,
sia nel controllo di qualità dei codici di elaborazione. Questi programmi
possono infatti servire a comprendere meglio i dati reali, spesso di difficile interpretazione,
e ad ottenere indirettamente informazioni sul mondo reale che si va ad
indagare.
Se i dati sintetici combaciano con quelli reali, significa
che il modello di velocità usato per ottenerli è in qualche modo
rappresentativo della reale stratigrafia presente nella zona indagata. Se i
dati non
combaciano, significa che occorre modificare il modello e fare nuovamente
girare il programma che produce i dati sintetici, fino a quando i risultati
sono in buon accordo. Il confronto fra dati sintetici e dati reali permette
insomma di migliorare la comprensione dei dati reali e di verificare la
validità della ipotesi che si fanno sulla distribuzione delle litologie nel
sottosuolo.
Cos'e' controluce
Controluce è una raccolta di immagini scientifiche provenienti dai laboratori di ricerca.
La scienza procede per modelli e anche per immagini. L'osservazione dei fenomeni, gli esperimenti di laboratorio, l'intuizione matematica, le simulazioni al computer utilizzano in molti casi la sintesi e la capacità evocativa di un'immagine. Sopratutto, le immagini sono un irrinunciablile ingrediente della comunicazione della scienza, sia interna che esterna a una certa disciplina.
Le immagini di Controluce vengono scelte e descritte da Ulisse con un lavoro di confronto e di dialogo con gli scienziati che le hanno prodotte. Si tratta di immagini che nascono direttamente dall'attività di ricerca, ma che hanno un alto potenziale comunicativo anche per un pubblico più ampio.
