Курс

Курс «Введение в геофизику» Лекция № 3. Общая методология геофизических исследований: Прямая и обратная задача. Примеры. Методы ГИС и ДЗ.

Общая методология геофизических исследований: Прямая и обратная задача.

Воздействие Искусственные ? СРЕДА (Земля) Результат воздействия поля Естественные поля ? Постоянно действующие поля СРЕДА (Земля) http: //vk. com/scienceforkids проект «Наука детям»

Прямая и Обратная задачи Пример: Поиск клада – замурованного в стену.

Границы внутри Земли Схема распространения сейсмических волн при крупном землетрясении Очаг Законы распространения землетрясения Т* сейсмических волн Т 1 1. Закон Снеллиуса Т 2 2. Принцип Гюйгенса Т 3 Внутреннее ядро Внешнее Т 4 ядро Мантия

Прямая и Обратная задачи Общий принцип и алгоритм на примере сейсмологии Прямая задача Обратная задача Дано: 1) Т * - время, когда произошло землетрясение 2) Предполагаемая 2) Времена (Т наб) регистрации МОДЕЛЬ СРЕДЫ упругих волн от землетрясения, т. е. количество слоёв и их свойства. наблюдаемые на сейсмических Рассчитывается несколько различных станциях. вариантов моделей среды. Исходные геофизические данные в сейсмологии. 3) Законы распространения упругих колебаний в сплошной среде с границами. 4) Примерная модель среды Рассчитываем: Времена (Т выч) , в которые Уточненная должна быть зарегистрирована упругая волна при прохождении среды со модель среды строением как у предполагаемой модели.

Пример прямой и обратной задачи: работа эхолота. Принцип работы современных эхолотов основан на измерении времени прохождения в воде импульса ультразвуковых колебаний от судна до дна моря и обратно. Принципиально эхолоты могут отличаться лишь способом определения и регистрации промежутков или функций этого времени. 0 0, 1 Время, секунды http: //seaspirit. ru/navigation/exoloty-i-princip-ix-raboty-2. html

Итак, «Обратная» задача: НЕОБХОДИМО ВЫЧИСЛИТЬ ГЛУБИНУ ВОДОЕМА (Н) ДАНО: t - время распространения акустического сигнала V – скорость распространения акустической волны в воде V = ~ 1500 м/с

Погрешности измерений (анализ) • Точность измерения времени. – Отметка момента (излучения импульса) – Точность регистрации импульса • Влияние внешних условий. – Возникают при отклонении действительной скорости распространения звука от расчётной. Скорость распространения звука в морской воде зависит от температуры, солёности и гидростатического давления. • При повышении температуры на 1 градус скорость уменьшается на 4 м/с, • при увеличении солёности на 1% возрастает на 1 м/с, • при увеличении глубины на 10 м повышается на 0, 2 м/с. – При расчётной скорости 1500 м/с ошибка Н не превышает 3, 5 % измеряемой глубины для любой точки Мирового океана. • Влияние качки. – При качке судна ось антенны отклоняется от вертикали. В результате эхолот показывает глубину несколько больше действительной. При плавании на волнении, особенно в балласте, судно носовой частью захватывает атмосферный воздух. Пузырьки воздуха, попавшие под корпус судна, вызывают сильное рассеяние, отражение и поглощение звуковой энергии, создавая помехи и даже длительные перерывы в индикации глубины. • Влияние структуры грунта. – Наиболее чёткая индикация получается при твёрдом грунте (каменная плита, плотный песок и т. п. ). При илистом грунте индикация от верхней границы ила может не быть, а появится индикация от подстилающего твёрдого грунта. http: //seaspirit. ru/navigation/exoloty-i-princip-ix-raboty-2. html

Некорректность Обратной задачи: Влияние погрешностей на вычисление глубины водоёма (Н) ИТОГО: Глубина водоема 80, 5875 м Погрешности: Точность определения t (времени распространения акустического сигнала) – +/- 0, 005 секунды Точность определения V (скорости распространения акустической волны в воде) – +/- 35 м/с

Прямая задача: ВЫЧИСЛЯЕМ ВРЕМЯ регистрации волны, распространяющейся в водоеме (t) ДАНО: V – скорость распространения акустической волны в воде Н – глубина водоёма ПОНИМАЙТЕ ФИЗИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, чтобы не путать ПРЯМУЮ и ОБРАТНУЮ задачу!

Ваши примеры прямой и обратной задачи?

Методы геофизического исследования скважин и дистанционного зондирования Земли.

Геофизическое исследование скважин Кольская сверхглубокая 0 м 12262 м http: //vk. com/scienceforkids проект «Наука детям»

Каротажная диаграмма

Дистанционные исследования Земли и планет

Геофизика – основа для изучения внутреннего строения других планет