Wstęp do geofizyki

obowiązkowe

Znajomość podstaw fizyki.

Przedmiot składa się z 2 godz./tydz. wykładu. W ramach wykładów omawiane są wybrane metody geofizyczne w zakresie:

- ich teorii

- zastosowana

- przygotowania projektów badawczych

- opracowania wyników

Wykład obejmuje następujący zakres materiału:

1. Wprowadzenie czym zajmuje się geofizyka przypowierzchniwa (Near-surface Geophysics). Omówienie fizycznych właściwości skał i gruntów geofizyce oraz scharakteryzowanie ich zmienności

2. zalecenia stosowania metod geofizycznych podanych w: Rozporządzaniach Ministrów, Instrukcjach, Metodykach i Zasadach przygotowania dokumentacji hydrogeologicznych i geologiczno inżynierskich oraz wytycznych dla budownictwa linowego Omówienie wybranych metod geofizycznych:

3. Metoda grawimetryczna

Podstawy metody, zakres jej stosowania. Ziemskie pole siły ciężkości, geoida, wartości normalne siły ciężkości. Teoria i budowa grawimetrów. Dryft grawimetru, metodyka prac polowych. Redukcje pomiarów grawimetrycznych. Poprawka topograficzna. Poprawka wolnopowietrzna. Poprawka i redukcja Bouguera. Anomalie siły ciężkości i analiza map grawimetrycznych. Anomalie grawimetryczne od typowych struktur geologicznych i antropogenicznych. Interpretacja jakościowa i ilościowa. Przykłady badań

4. Metoda magnetyczna

Podstawy metody, zakres jej stosowania. Etapy badań magnetycznych. Magnetyzm. Pole geomagnetyczne. Magnetosfera. Zmiany pola magnetycznego. Elementy i struktura pola magnetycznego Ziemi. Anomalie magnetyczne. Przyrząd do pomiarów pola magnetycznego. Metodyka prac terenowych.

Parametry magnetyczne (namagnesowanie, podatność magnetyczna, natężenie pola magnetycznego, indukcja magnetyczna, przenikalność magnetyczna). Źródła anomalii magnetycznych. Podział minerałów i skał ze względu na podatność magnetyczną. Interpretacja jakościowa i ilościowa anomalii magnetycznych. Przykłady badań

5. Metoda sejsmiczna

Podstawy metody sejsmicznej. Ruch falowy i rodzaje fal sejsmicznych. Rodzaje badań sejsmicznych (sejsmika refleksyjna, refrakcyjna, fal powierzchniowych). Aparatura sejsmiczna. Metodyka pomiarowa. Detekcja i rejestracja fal sejsmicznych.

6. Interpretacja wyników badań sejsmicznych. Zastosowanie. Podstawy sejsmiki inżynierskiej. Wyznaczanie parametrów mechanicznych. Metody elektromagnetyczne i metoda GPR Podstawy metody elektromagnetycznej oraz georadarowej, zakres ich stosowania. Podział metod elektromagentycznych ze względu na pomiary w domenie czasu (TEM) lub częstotliwości (FEM). Omówienie metody konduktometrycznej (GCM), VLF, MT, AMT, RMT oraz GPR. Przykłady zastosowań

7. Metody elektryczne

Podstawy metody elektrooporowej, potencjałów samoistnych, polaryzacji wzbudzonej. Podstawy fizyczne metody elektrooporowej. Układy pomiarowe w metodzie elektrooporowej – ich zalety i ograniczenia. Omówienie technik (VES, PE, ERT) i metodyki wykonywania pomiarów metodą elektrooporową. Interpretacja pomiarów. Ograniczenia i możliwe błędy przy interpretacji ilościowej. Omówienie metody potencjałów samoistnych oraz polaryzacji wzbudzonej. Przykłady zastosowań.

8. Elementy geofizyki górniczej: badania geofizyczne w ustalaniu warunków geologiczno-inżynierskich terenów górniczych i pogórniczych.

akty prawne i wytyczne związane z tematyką przedmiotu.

DYBIŃSKI J. – „Badania geofizyczne w kopalniach”, Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków 2001

FAJKLEWICZ Zb (red.), - „Zarys geofizyki stosowanej” Wydawnictwa Geologicza 1972.

KIRSCH R., (ed.), 2009 - Groundwater Geophisics, A Tool for Hydrogeology, 2en ed., Springer.

LOKE M. H., 2012 - Tutorial: 2-D and 3-D electrical imagining surveys. Geotomo Software, Malaysia

Pilecki Z., 2018 Metoda sejsmiczna w geoinżynierii. Wydawnictwo IGSMiE PAN

Reynolds, J. M.: An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, Wiley, 1998 STEIN J. - „Geofizyka geologiczna – przewodnik do zajęć dla studentów Wydziału Geologii UW”, Zakład Graficzny UW, Warszawa 2004

STENZEL, P., SZYMANKO, J. 1973. Metody geofizyczne w badaniach hydrogeologicznych i geologiczno-inżynierskich. Wydawnictwa Geologiczne; Warszawa.

Vogelsang, D.: Environmental Geophysics, A Practical Guide, Springer Verlag, 1995

Student zna i rozumie zjawiska fizyczne i procesy przyrodnicze wykorzystywane w geofizyce.

Student zna najważniejsze problemy z dziedziny geofizyki i rozumie powiązanie tej wiedzy z geologią.

Student ma wiedzę w zakresie podstawowych technik badawczych stosowanych w geofizyce

Student umie zastosować podstawowe algorytmy i metody numeryczne do interpretacji danych geofizycznych.

K_W01 – dostrzega wielorakie związki między składowymi środowiska przyrodniczego

K_W02 – zna problemy i metody badawcze z dziedziny nauk przyrodniczych

K_U01 – wykonuje i opisuje proste zadanie badawcze indywidualnie i zespołowo

K_U02 – dobiera właściwą metodologię do rozwiązania problemu badawczego lub projektowego

K_K12 – dba o rzetelność i wiarygodność swojej pracy

Egzamin końcowy pisemny.

brak