GE703_Aula00_Introdução

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Geofísica 
Introdução 
Prof. Emilson Pereira Leite 
DGRN/IG/UNICAMP 
Geofísica: definição 
A Geofísica é a ciência que estuda 
os fenômenos e as propriedades físicas 
da Terra como um todo: seu interior, sua 
superfície e sua vizinhança exterior. 
Utiliza-se de princípios e conceitos da 
Física, Geologia e outras ciências, bem 
como de ferramentas matemáticas e 
computacionais. 
GEOLOGIA 
FÍSICA 
MAT, 
COMP 
GEOFÍSICA 
Livros recomendados 
- Geofísica de Prospecção, José Gouvêa 
Luiz e Lúcia Maria da Costa e Silva. UFPA, 
1995. 
 
- An Introduction to Geophysical Exploration, 
Philip Keary, Michael Brooks, Ian Hill. 
Blackwell Science, 2002. 
 
 
Alguns princípios básicos 
• Todos os métodos geofísicos utilizam 
sensores capazes de medir indiretamente 
alguma propriedade física da Terra (ex: 
resistividade elétrica, magnetização, 
velocidade de ondas mecânicas, 
densidade, etc.). 
• Os valores dessas propriedades físicas 
devem ser interpretados no sentido de 
determinar que tipo de rocha ou fluidos 
estão presentes. 
 
Alguns princípios básicos 
• Estudos geofísicos e geológicos se 
complementam. 
• Um tipo de dado geofísico normalmente 
não fornece uma única resposta! 
• Geralmente são necessárias informações 
adicionais (vínculos) para discriminar entre 
as possíveis soluções (ex: outros dados 
geofísicos e conhecimento da geologia 
local). 
Uso da Matemática 
Cálculos são necessários para: 
- Predizer a resposta geofísica de modelos do alvo 
investigado em subsuperfície. 
- Predizer os modelos do alvo a partir dos dados 
geofísicos coletados na superfície. 
A matemática pode ser pesada em alguns 
casos, mas existem muitas simplificações 
utilizadas em problemas práticos. 
Livro p/ consulta: Mathematics: A simple tool for geologists, 
David Waltham. Chapman and Hall, 2000. 
 
Uso da Matemática 
Divisões da Geofísica 
Geofísica Global – envolve o estudo da Terra em 
grande escala, geralmente com enfoque 
científico. Também conhecida como Geofísica 
Pura, Básica ou Acadêmica. 
Geofísica Aplicada – investiga a Terra em 
pequena escala, geralmente com algum objetivo 
prático e de curto prazo, seja econômico, 
político, ambiental, etc. Engloba a Geofísica de 
Exploração ou Geofísica de Prospecção. 
Geofísica Global 
• Envolve os temas: 
–Gravidade Terrestre 
–Geomagnetismo e Paleomagnetismo 
–Geoeletromagnetismo 
–Sismologia 
–Geofísica Nuclear 
–Geotermia 
Geofísica Aplicada 
• Envolve os métodos: 
–Magnetométrico 
–Gravimétrico 
–Elétrico 
–Eletromagnético 
–Sísmica de reflexão e refração 
–Gamaespectrométrico 
–Perfilagem de poços 
Geofísica Aplicada 
• Campo de ação 
– Parte superior da Crosta 
– Solução de problemas práticos 
• Indústria Mineral 
• Indústria do Petróleo e Gás 
• Hidrogeologia 
• Meio Ambiente 
Métodos de Investigação 
• Ativos: usam alguma fonte de energia 
para excitar o meio a ser investigado. 
• Passivos: medem passivamente 
alguma forma de energia emanada 
pelo meio. 
Métodos de Investigação 
• Ativos 
– Sísmica de Reflexão e Refração 
– Métodos elétricos e eletromagnéticos 
– Perfilagem de poços 
– Geo-Radar (GPR) 
• Passivos 
– Gravimetria e Magnetometria 
– Magnetotelúrico 
– Sismologia 
Propriedades físicas 
–Susceptibilidade magnética 
–Densidade 
–Condutividade/Resistividade elétrica 
–Velocidades sísmicas 
–Módulos elásticos 
–Radioatividade 
Relevância das propriedades físicas 
Ex. 1 – método passivo 
Medidas do campo magnético 
da Terra. 
 
Propriedade calculada: 
Susceptibilidade magnética ou 
magnetização. 
 
Aplicações: 
• Estudos geotécnicos 
• Exploração mineral 
• Mapeamento de falhas e 
lineamentos 
• Arqueologia 
Ex. 2 – método ativo 
Medidas de voltagem entre 
eletrodos causada pela 
injeção de corrente elétrica. 
 
Propriedade calculada: 
Condutividade/Resistividade 
elétrica. 
 
Aplicações: 
•Hidrogeologia 
•Estudos geotécnicos 
•Estudos geológicos rasos 
•Exploração mineral 
Interpretação: Perfis e Mapas 
Mapas em cores 
Mapas de contorno e cores 
Mapas sombreados 
Tipos de levantamento 
• Terrestres 
 
 
 
Tipos de levantamento 
• Terrestres 
Tipo de levantamento 
• Terrestres 
Tipos de levantamento 
• Aéreos 
Tipos de levantamento 
• Aéreos 
Tipos de levantamento 
• Marinhos 
Tipos de levantamento 
• “Marinhos” 
Levantamento Geofísico 
Anomalias geofísicas: domo salino 
Anomalias geofísicas: domo salino 
Anomalias geofísicas: domo salino 
SWAN – Mount Elliott aerial view, looking northeast 
New SWAN 
discovery Old Mt Elliott 
Mine 
Depósito mineral IOCG 
Magnetics Image, Swan 
Mt Dore Fault 
257 
276 
Mt Dore 
Eastern 
Ironstones 
Camp 
Western Ironstones 
View northeast, Dec 2007 
251 
276 
257 
Starra 222 - View north, Dec 2007 
Starra Mines 
Starra Line 
Magnetics 
How to Find New Ore Deposits – Target Generation 
Approach 
Seção sísmica na Bacia de Taubaté, mostrando espessamento 
estratigráfico no depocentro controlado por falha de alto ângulo com 
mergulho para oeste. 
Problema Direto 
versus 
Problema Inverso 
Definições 
• Causas são as propriedades físicas e 
geométricas dos corpos em 
subsuperfície. 
• Efeitos são as grandezas físicas 
medidas na superfície terrestre, ao 
longo de poços, em aeronaves ou 
satélites. 
Definições 
•Resolver um problema direto é determinar 
os efeitos a partir das causas. 
•Resolver um problema inverso é determinar 
as causas a partir dos efeitos. 
•Na prática, os efeitos observados são: 
• Imprecisos: dados + ruídos + erros experimentais 
• Incompletos: falta de cobertura, limite de equipamento 
e de verba 
Condicionamento 
Critério de Hadamard para um problema (direto ou 
inverso) bem-posto 
• Existe solução; 
• A solução é única; 
• A solução depende continuamente dos dados de 
entrada. Isto é: uma perturbação pequena nos dados de 
entrada causa uma perturbação pequena na solução 
Um problema é mal-posto se alguma das 
condições acima não é satisfeita. 
Problemas inversos são problemas mal-postos. 
Problemas diretos são problemas bem-postos. 
Não-unicidade da solução 
Solução: utilizar mais dados 
Amostragem de dados 
Domínios 
Frequência de 
amostragem 
• O espaçamento entre os 
pontos de medida deve 
ser suficientemente 
pequeno para registrar a 
anomalia geofísica de 
interesse. 
Composição de sinais 
• Geophysics 
• Geophysical Prospecting 
• Journal of Seismic Exploration 
• Journal of Applied Geophysics 
• Pure and Applied Geophysics 
• Geophysical Journal International 
• Surveys in Geophysics 
• The Leading Edge 
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Periódicos de Geofísica 
Websites 
• Sociedade Brasileira de Geofísica 
– www.sbgf.org.br 
• Society of Exploration Geophysicits 
– www.seg.org 
• American Geophysical Union 
– http://www.agu.org/ 
• Geofísica Brasil 
– www.geofisicabrasil.com 
 
 
Grandes momentos da Geofísica