GNGTS 2022 - Atti del 40° Convegno Nazionale

GNGTS 2022 Sessione 3.3 485 INVERSIONE CONGIUNTA DEI CAMPI DI GRAVITÀ E MAGNETICO: I PRIMI RISULTATI DEL PROGETTO XORN ED IL CASO STUDIO DEL COMPLESSO DI OKA (CANADA) M. Capponi 1 , D. Sampietro 1 , G. Maurizio 2 1 Geomatics Research & Development srl, Lomazzo (CO), Italy 2 Dipartimento di Matematica e Geoscienze, Università degli studi di Trieste, Trieste (TS), Italy Introduzione. I metodi da potenziale, che si basano su osservazioni del campo di gravità e del campo magnetico terrestre, sono comunemente utilizzati per studiare la struttura della crosta del nostro pianeta. Grazie alle molteplici missioni satellitari dedicate all’osservazione di questi campi, al giorno d’oggi le principali caratteristiche della crosta terrestre sono note a livello globale/continentale con una sufficiente risoluzione per studi su larga scala. A livello regionale e locale invece il dato puramente satellitare non garantisce una risoluzione sufficiente per poter essere impiegato da solo e per tale ragione nel corso degli anni sono stati raccolti dati di gravità e magnetici in molte regioni del mondo con strumenti terrestri o montati su nave e/o aereo. Vista questa ingente mole di dati disponibili, sia a scala globale che locale, una delle più grandi sfide ad oggi consiste nel trovare approcci innovativi per integrarli tra loro in maniera ottimale per sfruttarli al meglio ed estrapolare quante più informazioni possibili sulla struttura della litosfera. È noto che il campo di gravità ed il campo magnetico sono strettamente influenzati da alcune proprietà della litosfera, rispettivamente dalle densità e dalle suscettività magnetiche dei materiali, e che esistono metodi matematici i quali, con opportune semplificazioni, servono per stimare modelli di distribuzioni di densità e/o suscettività che siano coerenti con i dati osservati. Occorre poi sottolineare che le osservazioni acquisite a quota di satellite o a quota terrestre (con strumenti montati su mezzi come aerei o navi) hanno una diversa sensibilità, o meglio risentono in maniera differente dell’effetto di strutture geologiche che si trovano a profondità che possono essere anche molto diverse; per tale ragione l’utilizzo integrato di dati provenienti da diverse fonti non può far altro che portare beneficio alla conoscenza e caratterizzazione della crosta terrestre. Dal punto di vista matematico sappiamo inoltre che le osservazioni di campi da potenziale se trattate singolarmente, per stimare un modello geologico in un processo di inversione, soffrono della cosiddetta non unicità: questo vuol dire che potrebbero esistere molteplici modelli geologici in grado di generare lo stesso identico segnale osservato. Un modo per ovviare questo problema consiste nell’introdurre nel processo di inversione il maggior numero possibile di informazioni da diversi metodi geofisici, che siano sotto forma di vincoli sulle geometrie delle strutture o sulle proprietà dei materiali. Per tali ragioni anche l’elaborazione congiunta di osservazioni del campo di gravità e del campo magnetico, con vincoli fisici introdotti attraverso profili sismici interpretati o conoscenze di tipo geologico, rappresenta un valido modo per ridurre lo spazio delle soluzioni ammissibili. In questo lavoro sarà presentato un metodo di inversione 3D, basato su un approccio probabilistico, che consente di processare in maniera congiunta dati di gravità e magnetici. L’algoritmo di inversione congiunta è parte del lavoro da svolgere nell’ambito del progetto XORN (eXperimental jOint inveRsioN), finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea a inizio 2022 nel programma EO4Society. Alla base di questometodo di inversione congiunta c’è un algoritmo già ampiamente testato e validato di inversione del campo di gravità al quale è stato integrato un nuovo algoritmo per il trattamento di osservazioni del campo magnetico. Il metodo, attualmente in fase di sviluppo, è stato testato su un caso studio costruito sulla base di un’applicazione reale legata al mondo dell’esplorazione delle risorse naturali (in particolare delle cosiddette critical raw materials) nello stato canadese del Quebec, il complesso di Oka. I risultati preliminari di questo test