GNGTS 2017 - 36° Convegno Nazionale

GNGTS 2017 S essione 3.3 701 della porosità con la profondità, e un conseguente significativo aumento di densità dei sedimenti. Questo fa sì che rocce sedimentarie con densità alla superficie di circa 2000 kg/m 3 possano raggiungere densità superiori a 2500 kg/m 3 già alla profondità di 4-5 km (p.es. , Hinze et al. , 2013). Questa variazione di densità con la profondità è stata modellizzata da vari autori mediante andamenti esponenziali, iperbolici o quadratici (p.es., Rao, 1986; Litinsky, 1989). Dal punto di vista gravimetrico, l’aumento della densità dei sedimenti con la profondità riduce progressivamente il contrasto di densità con le rocce del basamento e quindi, se non se ne tiene adeguatamente conto, la modellizzazione della morfologia del basamento potrebbe essere affetta da errori significativi. Nel caso magnetico tale problema è in genere trascurabile, in quanto non si osservano rilevanti variazioni della suscettività magnetica con la profondità. E’ però possibile che la natura litologica del basamento presenti variazioni laterali, con una conseguente variazione spaziale del contrasto di magnetizzazione spesso non prevedibile. In questo lavoro si presentano i primi risultati dell’applicazione di un metodo per la stima della profondità del basamento che non si basa sull’inversione di dati, ma sulla relazione approssimativamente lineare tra il campo osservato e la profondità della sorgente. Metodo. E’ ben noto che la forma delle anomalie dei campi di potenziale (ci si riferisce, in particolare, alle anomalie gravimetriche o alle anomalie magnetiche in forma pseudo- gravimetrica) corrisponde a una versione lisciata della forma della sorgente. Per esempio, Caratori Tontini et al. (2009) hanno mostrato che un semplice prodotto algebrico, che agisce come un filtro passa-bassa, definisce la relazione tra la trasformata di Fourier di anomalie gravimetriche e quella della corrispondente distribuzione 3D della densità. Una simile semplice relazione esiste anche per le anomalie magnetiche in forma pseudo- gravimetrica. Questo tipo di trasformazione dei dati magnetici (p.es. , Baranov, 1957) consiste in un’integrazione direzionale del campo magnetico osservato e permette di rimuovere l’effetto di una magnetizzazione non verticale. Quindi le anomalie pseudo-gravimetriche decadono con la distanza allo stesso modo delle anomalie gravimetriche. Il campo gravimetrico e quello pseudo- gravimetrico generati da una stessa sorgente, avente magnetizzazione e densità uniformi, avranno pertanto la stessa forma, anche se diverse unità fisiche (nT km, nel caso del campo pseudo-gravimetrico). Quando la sorgente di campi di potenziale non è un corpo isolato, ma può essere rappresentata da una superficie ondulata che separa volumi con diverse proprietà fisiche, si può mostrare che esiste una relazione approssimativamente lineare tra le profondità della sorgente e i dati (pseudo-) gravimetrici corrispondenti. Ciò può essere mostrato, per esempio, mediante il calcolo del campo gravimetrico o magnetico generato da modelli sintetici complessi. Uno di questi è il cosiddetto modello di ‘Bishop’ (Williams et al. , 2005), derivato da una topografia reale che rappresenta il top di un basamento che oscilla tra circa 100 m e oltre 9000 m di profondità. In questo lavoro, il volume al di sopra del basamento ha densità costante ed è non-magnetico, mentre il basamento ha densità o magnetizzazione costanti. Questa distribuzione di proprietà fisiche determina un contrasto di densità o magnetizzazione costante tra basamento e copertura. In questo lavoro viene usato il campo gravimetrico calcolato a partire da questa sorgente con contrasto di densità costante di 500 kg/m 3 , calcolato mediante la formula di Parker (1972) su un grid regolare con passo di 1.6 km. In Fig. 1a si mostra la relazione tra le profondità del basamento del modello di Bishop e i dati gravimetrici calcolati, mentre in Fig. 1b si mostra la relazione tra profondità e anomalie pseudo-gravimetriche. In entrambi i casi è evidente che la distribuzione di dati può essere efficacemente approssimata con una retta. Nel caso gravimetrico, questa relazione lineare significa che i contrasti di densità tra basamento e copertura possono essere ben approssimati da sorgenti tipo piastra di Bouguer. Questa evidenza è coerente con l’uso di tali sorgenti in diversi algoritmi usati per la stima della profondità del basamento (p.es. , Bott, 1960; Rao, 1986; Litinsky, 1989).