الجمعة، 28 ديسمبر 2012

الدرس 10:تفسير القياسات المغناطيسية

الدرس 10:تفسير القياسات المغناطيسية
عام
النتيجة النهائية للمسح المغناطيسي سواءكان أرضياً او جوياً هي مجموعة من القطاعات أو خريطة كنتورية مغناطيسية. فيالمناطق الرسوبية قد يكون هنالك تماثل بين الخرائط المغناطيسية والجاذبية. مع ذلك فان الشواذ المغناطيسية عموماً اكثرعددا واكثر غرابة وأقل ثباتاً وأكبر قيمة من تلك للجاذبية. وبالتالي فان فصل البقايا الاقليمية صعب جداً وغالباً لايجرب. مضاهاة شواذ الحقل مع أشكال هندسية بسيطة هو أكثر طرق التفسير شيوعاً. تقنيات التواصل لأسفل والمشتقة الثانية تستخدم الى حد ما أيضاً. التواصل لأسفل ليست مناسبة جداً في المناطق المعقدة وذات المغناطيسية الضحلة المميزة لمناطق الاستكشاف المعدني, ولكن ستكون جذابة لتخمين سمك التكوينات الرسوبية في المسوحات البترولية. وبالعكس فان تحليل المشتقة الثانية مفيد جداً للتفسير في التنقيب عن المعادن لتعزيز وتوضيح لمعالم صغيرة الحجم القريبة من السطح بينما يستخدم الرفع لأعلى لطمسها. التقنية الأخيرة كما ذكر في القسم السابق ربما يحتاج اليها للتقليل من التأثيرات الطبوغرافية في المسوحات الأرضية.

التفسير الكمي باستخدام النماذج
بعد الانتهاء من الدراسة النوعية فانه من المهم ان نستخلص بعض المعلومات الكمية من البيانات المغناطيسية. هذه العملية يجب ان تتبع سلسلة من الخطوات التي سنشرحها لاحقاً في هذا القسم. من خلالالفروق النسبية للقيم العظمى والصغرى للشاذة  قد يمكن تحديد الموضع التقريبي والامتداد الأفقي للجسم المسبب. لاحقاً من خلال الشاذة يمكن تحديد المتغيرات الأخرى مثل شكله وعمقه . المتغيرات الهندسية يجب أن تترجم الى صورة تركيبية على ضوء الجيولوجيا المعروفة. ختاماً من سعة الشاذة يمكن تحديد اختلاف المغنطة.
لتطوير طرق لعمل تخمين كمي سريع لتلك المتغيرات فانه من الضروري أن نختبر باستفاضة أنماط شكل الشواذ المغناطيسية لمعظم النماذج الشائعة الاستخدام في التفسير المغناطيسي. عند رسم خريطة مغناطيسية لتراكيب القاعدة يتم توظيف نموذجين بشكل واسع لتقريب شكل المصادر المحتملة للشاذة. أحدهما نموذج المنشور قائم الجوانب عديم القاع وذو مقطع عرضي مستطيل الشكل. نموذج المنشور يعمل جيداً في تحديد أحجام الصخور التي تظهر فرق مغناطيسية ملحوظ ونجاح هذا النموذج في توقع سمك الرسوبيات المطمورة عميقاً الغير مغناطيسية ناتج مباشرة من حقيقة انه عند مسافات كبيرة لدرجة كافية فان الحقول الكامنة تتأثر قليلاً بتفاصيل أشكال مصادرها. يمكن ان يرجع القارئ الى مذكرة الجمعية الجيولوجية الأمريكية "Vacquuier et al,1951" لمعرفة المبادئ النظرية وبعض الأمثلة على تطبيق هذا النموذج على دراسات عمق القاعدة. الطريقة تتضمن بالضرورة مقارنة شكل الشاذة المقاسة مع مجموعات الشاذة المحسوبة في ألبوم المذكرة  لتقييم حجم وعمق مصدر النموذج. المذكرة تعطي أيضاً طريقة لحساب فرق الحساسية من سعة ااشاذة المقاسة بناء على الافتراض بأن المغنطة الكلية للجسم هي في اتجاه مجال الأرض المستحث.
طريقة بديلة مناسبة للأجسام الكتلية ذات اتجاه عشوائي لمتجه المغنطة J = Ji+ Jr تم اقتراحها للمرة الأولى بواسطة Ziet and Andreasen 1967, وهي أكثر ملاءمة لعمل تفسيرات نصف كمية. في هذه الطريقة يتم استخدام السعات النسبية ومواقع الأجزاء الموجبة والسالبة من الشاذة لتخمين اتجاه المغنطة وأبعاد النموذج المنشوري الرأسي. النسبة Ar= TmaxTmin تعطي قياس تقريبي للميل i لمتجه المغنطة. فيا يلي دليل عملي مفيد لعمل التقديرات النصف كمية للميل i i(0 -20) for Ar1 ; i(30 -50) for Ar(2-5) ; i(60 -75) for Ar(6-20) . اضافة الى ذلك لو كانت i60 فان زاوية السمت  لمتجه المغنطة يحدد بواسطة الزاوية التي يصنعها الخط الواصل بين مركزي  Tmax, Tminمع الشمال المغناطيسي. اضافة الى ذلك فان مواضع القيم العظمى والصغرى تحدد تقريباً حواف النموذج المنشوري. ولتحديد العمق لأعلى النموذج يوجد العديد من القوانين الاساسية التجريبية التي سوف نناقشها لاحقاً.
النموذج الآخر شائع الاستخدام هو الشريط المستطيلي ذو البعدين " او ما يطلق عليه النموذج المسطح الطويل" الذي يستخدم لتقريب المعالم الجيولوجية ذات طول المضرب الواسع مثل القواطع السميكة والمناطق المغناطيسية الواسعة التي تقطع الصخر المضيف. معادلة الشاذة المغناطيسية الناتجة عن شريط لانهائي الطول يمكن الحصول عليها باستخدام فرق مغناطيسيته وعرضه وعمقه. بالنظر الى الشكل 4.31 فانه من السهل رؤية أن مركبة المغناطيسيةالموازية للمضرب لا تنتج شاذة. بجمع المساهمات الخاصة ب  Jx , Jz  في الاتجاه الرأسي والأفقي , فان الشواذ ذات العلاقة X, Z" بوحدات النظام الدولي" عند النقطة ا يمكن الحصول عليها عبر
Z=204Jz1-2+Jxln r2r3r1r4    (4.35)
X=04Jx1-2+Jzln r2r3r1r4    (4.36)

تلك المعادلات يمكن دمجها لتعطي شاذة الحقل الكلي، T(F) في اتجاه مجال الأرض F.
          TXcos +ZsinI              (4.37)
حيث I هي ميل المجال الأرضي عند موقع الشاذة ،  هي الزاوية بين المحور السيني " العمودي على المضرب" والشمال المغناطيسي. المعادلات السابقة أساسية لحساب الشواذ الناتجة عن أجسام مسطحة بجوانب ذات ميل حاد" عمودي تقريباً" ، ولقد استخدمت كثيراً في تفسير الشواذ المخططة فوق المحيطات.
الطرق الحاسوبية في التفسير
مؤخراً تم ابتكار طرق آلية عديدة تتضمن المعالجة الرياضية لبيانات الشاذة ، وتزداد شعبيتها مع مع التنظيمات الكبيرة للتحليل الروتيني للبيانات المغناطيسية . طرق حاسوبية مختلفة متاحة الآن وهي تمكننا من اجراء سلسلة من العمليات آليًا، على سبيل المثال ، رسم خرائط كنتورية للشواذ من البيانات منتظمة او غير منتظمة التباعد ، عمل خرائط البقايا والمشتقة الثانية، رسم مقاطع الشواذ الرئيسية ، تقدير الحجم والعمق لمجموعة من النماذج المفترضة ، حساب فرق المغناطيسية وأخيراً رسم خرائط كنتورية لعمق القاعدة. نحن سوف نستعرض بايجاز طريقتين تستخدمان بشكل كبير في تحديد أعماق الأجسام المغناطيسية.
طريقة ورنر التي تم تطويرها من قبل Hartman et al. (1975) استناداً الى نظرية ورنر  1953"، وهي صحيحة لكل أجسام القواطع المتجانسة شبه اللانهائية ذات أي مضرب أو ميل أو خط عرض مغناطيسي. الافتراضان هما: 1) عرض القاطع أقل من العمق للحافة العلوية للقاطع ، 2) القطاع المقاس متعامد على اتجاه المضرب اللانهائي للقاطع. آلية تطبيق الطريقة تم وصفها بالتفصيل بواسطة Jain(1976)  والكثير من المتعاقدين الجيوفيزيائيين يستخدمونها كروتين لتفسير القطاعات المغناطيسية الجوية.
الطريقة الأخرى مستندة الى التحليل الطيفي للبيانات المغناطيسية الجوية والتي تم تطويرتقنيات عديدة ثنائية البعد لها. معظم التقنيات المستخدمة )مثلاً Mishra and Pedersen,1982( تتضمن تحويل فورير لبيانات المسح الجوي المغناطيسي الرقمية لحساب السعة الطيفية. ثم ترسم على مقياس لوغاريثمي مقابل التردد. ميول الأجزاء تنتج تقديراً لمعدل أعماق المصادر المغناطيسية. طريقة التحليل الطيفي استخدمت بشكل كبير لتحديد 1) الأعماق للقاعدة المغناطيسية  2) أعماق نقطة كوري متساوية الحرارة.
مما لاشك فيه أن الطرق الحاسوبية تثبت جدواها في اختبار الافتراضات المختلفة لمصادر النموذج المحتملة , وفي تسريع عملية التفسير الغير مباشر بالتعديل المتتالي والملاءمة باستخدام المربعات الصغرى لمتغيرات النموذج , وفي التحديد المباشر للأعماق بواسطة الطرق الطيفية. مع ذلك بالرغم من الادعاءات العديدة حول براعة تقنيات التفسير الآلي يجب أن نؤكد على أنه ما لم يوجد تحكم جيولوجي مناسب أو ان لم تتوفر بعض المعلومات الأخرى المنفصلة فانه لا توجد تقنية تفسير- مهما كانت بارعة - تستطيع ان تعطي حل مميز ووحيد لبيانات المجال الكامن.

الدرس التاسع: قياس الحقول المغناطيسية:

الدرس التاسع: قياس الحقول المغناطيسية:
الحقل المغناطيسي الرئيسي للأرض (H0)  مساو تقريباً لذلك الذي لقطب ثنائي بعزم4 X 1025  emu ,متموضع بالقرب من مركز الأرض ويميل على المحور الجغرافي ب 11. أقصى شدة للحقل " القطبية" حوالي 0.65 أورستيد , وأقل شدة " الاستوائية" 0.35 أورستيد. الشواذ المغناطيسية الناتجة عن تركيزات المعادن الحديدومغناطيسية في الأجزاء العلوية من القشرة الأرضية قد تبلغ  سعانها H0 أو أكثر.على أي حال فانها تبلغ ما بين 0.001 H0  الى 0.1 H0 في الجزء الأكبر.
الصعوبة التي تنشأ خلال تخطيط واجراء المسوحات المغناطيسية هي أن شدة الحقل المغناطيسي للأرض لا تظل ثابتة خلال الزمن ولكنها تعاني من تغيرات صغيرة ومؤقتة. أغلب التغيرات الزمنية بسيطة وتميل لتصبح أكثر أو أقل دورية خلال فترة ال 24 ساعة وبسعة ذات معدل عالمي بحدود 100 جاما او حوالي 0.002 H0. تلك ليست بالكمية الكبيرة ولكنها تكفي لتشويه نمط الحقل المغناطيسي. تلك التقلبات الصغيرة مرتبطة بحركات كبيرة الحجم في الأيونوسفير والتي من المحتمل ان تكون ناتجة عن الاشعاعات من الشمس. بينما تتغير شداتها تبعاً لسمت الشمس فان تدرجها الأفقي يمكن ان يعتبر متجانساً لمسافات قد تصل لبضعة عشرات الأميال.ولهذا فان تأثيراتها يمكن ان تزال من القياسات الحقلية المأخوذة في منطقة محدودة وذلك اما بمراقبة H0 باستمرار عند نقطة ثابتة أو باعادة القياسات عند محطات معينة على مسافات زمنية منتظمة كل ساعة خلال اليوم, وبالتالي يمكن اعادة كل القياسات الى زمن مشترك.أحياناً التقلبات تصبح فجائية وعنيفة مما يدل على حدوث عاصفة مغناطيسية. خلال العاصفة  المغناطيسية فان قيم H0 عند نقطة ثابتة يمكن ان تتغير فجأة وبسكل غير متوقع بعدة مئات من الجاما, مما يجعل استمرار المسوحات المغناطيسية غير مجدي. العاصفة يمكن ان تستمر لعدة ساعات وخلال تلك الفترة يتم عادة التوقف عن جميع فعاليات المسح المغناطيسي.تلك الأحداث تتبع عادة انفجارات جسيمية قوية من الشمس لمدة 30 ساعة تقريباً ويمكن احياناً التنبؤ بها بواسطة المراقبات الشمسية.
الهدف من مسوحات مقاييس المغناطيسية هو في الأغلب نفس هدف المسوحات الجاذبية,بمعنى ايجاد اشكال او احجام التراكيب التي حساسيتها لل NRM  تختلف بوضوح عن الوسط المحيط بها وذلك من خلال القياسات السطحية. النماذج التي تستخدم لتمثيل التراكيب الجيولوجية مماثلة لتلك التي في التفسيرات الجاذبية , ولكن لسوء الحظ فان مسألة اختيار قيم مناسبة لتباين الحساسية لل NRM هي اشكالية جداً بالنظر الى الاختلاف الواسع لتلك الخواص حتى في نوع صخري واحد. العوامل التي تؤثر على الخواص المغناطيسية للصخور ستكون عرضة لدراسة مستقلة. بطريقة أو بأخرى فان القابلية للمغنطة على علاقة بشكل أساسي مع كمية العناصر المغناطيسية في الصخر, وبما انها عادة توجد بكميات قليلة, على أي حال , فانه  من الواضح ان التركيز يمكن ان يختلف كثيراً. ولهذا فان طرق التفسير المستندة الى أشكال أنماط الشواذ تستخدم وليس المستندة الى السعات, ولهذا فان السؤال عن اختلاف الخواص الطبيعية يمكن ان يؤجل الى مرحلة متأخرة في الحسابات بقدر الامكان.
في الحياة العملية توجد ثلاث انواع معروفة من الطرق المغناطيسية. الأولى في الاستكشاف الغير مباشر. بصنع شواذ محلية في الحقل البيعي للأرض فان الخامات المغناطيسية تظهر وجودها وتزودنا بأداة ناجعة وبسيطة لاكتشافها. الطرق المستخدمة في التفسير لهذه الحالة ذات تشابه قوي مع تلك المستخدمة في الجاذبية. التطبيق الثاني هو في رسم الخرائط حيث أن مغنطة الصخور قد تعطي مفتاحاً لتركيبها وتزود بطريقة لتتبع امتداد وشكل التكوين. التطبيق الثالث أقل مباشرة بحيث لايوجد اهتمام فعلي بالصخور الممغنطة على الاطلاق. مثال نموذجي هو استكشاف الأحواض الرسوبية بمقاييس مغناطيسية جوية حيث يتم دراسة الصخور الرسوبية أسفل الطائرة من أنماط الشواذ. لو افترضنا ان تلك الصخور تقع في المعقد البلوري لما قبل الكمبري " القاعدة" , ولو وجد عدد كاف من الشواذ القابلة للتفسير, فان العمق الأقصى للحوض الرسوبي يمكن تحديده.
دليل آخرعلى الاستخدام الواسع لمقاييس المغناطيسية كمساعد غير مباشر في الاستكشاف سيوجد في الأمثلة التالية من الحالات التاريخية للاستكشاف المعدني:
الاسبست: رسوبيات الاسبست تتواجد عادة في صخور المتداخلات الفوق قاعدية, وغالباً ما تكون مصاحبة للبيريدوتيت. الكثير من تلك الصخور تحتوي على كميات مهمة من الماجنتيت. كلاهما كنتيجة للسربنتنة وكمكون أصلي. لهذا فالبريدوتيت يميل لأن يكون أكثر مغناطيسية من التكاوين المجاورة, وبالتالي يمكن استخدام مقاييس المغناطيسية لايجاد موضعها وتحديد مناطق تماسها. في نفس اللحظة فيمكن استخدامها للتفريق بين البيريدوتيت المسربنت والبايروكسينات الذي يكون عادة أقل تمغنطاً, وأيضاً لتحديد أماكن الاستبدال أو التحول في الأجسام الفوق قاعدية مثل مناطق الكربونات أو كربونات التلك , والتي غالباً ما تتصف بندرة الماجنتيت وبالتالي بقيم مغناطيسية صغيرة.
الذهب: في منطقة Val d'Or في كويبك , فان وجود رسوبيات الذهب محكوم بكتل كبيرة من الجرانوديورايت التي تداخلت في احجار بركانية قديمة. ترسب الخام كما يبدو ارتبط بنشاط تداخلي لاحق, وتقريباً كل الرسوبيات المعروفة توجد في عروق الكوارتز على طول حواف تلك الكتل. أهداف مسوحات مقاييس التمغنط في هذه المنطقة هي تداخلات الجرانوديورايت التي هي اجمالاً أقل مغناطيسية من البركانية المستبدلة. الدلائل المرغوبة تحيط بمناطق ذات قيم مغناطيسية منخفضة تظهر انماط متقاطعة مميزة تعكس تكسراً وتمعدنات لاحقة في مناطق التكسر. تلك الكتل عموماً لها نمط شاذ مميز حول حدودها انتجت بازاحة نطاقات الصخور البركانية.
كولومبيوم - يورانيوم: أحد اكثر خامات الكولومبيوم شيوعاً هو البايروكلور وهو معدن متحول يوجد عادة في الهالات المحيطة بالتداخلات القلوية.بسبب البيئة القلوية فان الماجنتيت يتكوت في تلك المناطق التي يوجد فيها الحديد في الصخر المضيف. الهالات المغناطيسية لها شكل شاذة حلقي مميز يخدم في اظهار وتحديد الصخور المتداخلة وبالتالي منطقة التمعدن المحتملة.
تلك الأمثلة تعطي بعض الدلائل على تنوع الأغراض التي يمكن أن تستغل بها مقاييس المغناطيسة في الاستكشاف المعدني. في بعض الحالات فان المطلوب هو دقة مقبولة في تفسير البيانات بينما في حالات أخرى فان شكل الشاذة المميز يكفي. بينما تبقى التجربة هي الحكم فان الاسلوب الثاني غالباً ما يعطي ثماره بقدر ما يتعلق الأمر بالنتائج الايجابية. من الواضح انه لا يمكن ان يكون طريقة منهجية كاملة للتفسيرات المغناطيسيةويجب ان نضع ذلك في أذهاننا عندما نأتي الى الفصل القادم الذي يتعامل مع المشاكل الأكثر تخصصاً لعمل التفسيرات الكمية.

الدرس الثامن: أدوات القياس المغناطيسي

الدرس الثامن: أدوات القياس المغناطيسي
أنواع مختلفة من مقاييس المغناطيسية تستخدم لعمل القياسات في البر والبحر. تقريباً كل المسوحات المغناطيسية الأرضية كبيرة الحجم تجري حالياً باستخدام المقاييس المغناطيسية الجوية. غي اغلب القياسات الجوية فان اجهزة القياس المستخدمة اما من نوع " بوابة التدفق" او نوع "البدارية النووية". في المسوحات ذات الدقة العالية تستخدم اجهزة " البخار القلوي" العالية الحساسية.
أجهزة بوابة التدفق: أن متحسس بوابة التدفق يتكون من لبين متماثلين من مادة عالية النفاذية المغناطيسية " مثلاً فلز μ " متموضعان بشكل مواز لبعضهما البعض ملفوفة بلفات ابتدائية على التوالي ولكن في اتجاه معاكس. ملفان ثانويان يحيطان بالملفين الابتدائيين. الابتدائيان متصلان بمصدر للتيار المتغير ويمغنط اللبان لدرجة التشبع في اتجاهات متعاكسة مرتين في الدورة. الجهد المستحث في الثانوي سيكون متناسباً مع المعدل الصافي للتغير في الفيض المغناطيسي الناتج عن اللبان, وهذا عادة ما يكون صفر نظراً لأن اللبان يغيران مغنطتهما بصورة متعاكسة. فضلاً عن ذلك فان وجود مجال خارجي على طول محمور اللبان سوف يشوه توازن الفيض بتقوية الحقل المثار في احد اللبين ومعاكسته في الآخر. لحقل محيطي صغير مثل الناتج عن الأرض فان الجهد الثانوي متناسب مع قوة الحقل, والجهاز يمكن أن يقيس مركبة الحقل على طول محور اللبين. أجهزة هذا النوع يمكن أن تستخدم لقياس أي مركبة للمجال المغناطيسي بحسب توزيع العنصر الحساس. في المسوحات الجوية عادة تقاس قيمة الحقل الكلي "F" باستخدام أجهزة موجهة تحافظ تلقائياً على محور عنصر بوابة التدفق في اتجاه مجال الأرض. الدقة في قياس F ربما تبلغ 1nT =  ( 1γ )والتي هي جزء من 50000 .
توافرت حديثاً في الأسواق تصميمات محمولة عديدة تستخدم في المسوحات الأرضية. على العكس من اجهزة قياس المجال المغناطيسي ذات الحمالة الثلاثية الأرجل المعهودة فان أجهزة بوابة التدفق الأرضية خفيفة جداً , ولا تحتاج لتسوية دقيقة وأسرع في الأداء.الدقة النسبية للقياسات الحقلية بواسطة تلك الأجهزة هي في مدى بضعة نانوتسلات.
مقاييس المغناطيسية البدارية النووية : في تلك الأجهزة تم استخدام الظاهرة المعروفة لبدارية الجسيمات النووية حول الحقل المغناطيسي, تردد المبادرة يتناسب مع قوة الحقل المحيط. لغاية الآن اكثر المقاييس شيوعاً في المسوحات الجوية او البحرية هي مقاييس " البروتون". هنا فان العنصر الفعال هو الماء" او أي سائل يحتوي على عدد كبير من نويات الهيدروجين" في زجاجة صغيرة محاطاً بملف مناسب . عادة فان عزم اللف للبروتونات يكون عشوائياً. لو تم ايجاد حقل مغناطيسي قوي" حقل مستقطب" وذلك بارسال تيار مباشر الى الملف, فان العزوم الناتجة عن البروتونات تصطف في اتجاه الحقل.عندما يزال الحقل المستقطب فجأة فان  غزل عزوم البروتون يبادر لفترة قصيرة حول اتجاه حقل الأرض المحيط, وتستحث جهد صغير في الملف. تردد ذلك الجهد -الذي يمكن ان يقاس بدقة 1:100000 - هو قياس لحقل الأرض الكلي حسب المعادلة
F [in nT} = 23.4868 f      (4.25)
حيث f  هي التردد المقاس بالهيرتز, والعدد 23.4868 هو ثابت مرتبط بنسبة الدوران المغناطيسي للبروتون. ميزة مهمة لهذا الجهد ان الاتجاه ليس ضرورياً , والمطلوب فقط ان تكون الزاوية كبيرة بدرجة كافية بين الحقل المستقطب واتجاه الحقل الكلي للأرض على عكس مقاييس بواوبة التدفق التي تستطيع قياس الحقل باستمرار فان مقاييس البروتون تعطي سلاسل من قراءات منفصلة على فترات من بضعة ثواني بسبب زمن الاستقطاب والاسترخاء الذي تستغرقة البروتونات.نقطة اختلاف أخرى هي ان الجهاز يقيس القيمة العددية للحقل الكلي المحيط وليس اتجاهه. الجهاز لا يعمل في مناطق تدرج الحقل العالية وذلك لأن اشارة البروتون تقل حدة بوجود تدرج حقل مغناطيسي يتعدى 500 nT/m . مقاييس البروتون المغناطيسية تصنع الآن من قبل العديد من الشركات للاستخدامات البرية والبحرية والجوية. كما توجد ايضاً بعض التصميمات المحمولة. تبلغ دقة الكثير من الأجهزة 1 نانوتسلا وأفضل.
مقاييس البخار القلوي: تلك الأجهزة " والتي يطلق عليها أيضاً مقاييس الامتصاص الضوئي" تعتمد على مبدأ الضخ الضوئي ,تطوير في التحليل الطيفي للترددات اللاسلكية يعتمد على ذرات فلز قلوي مشعة" رابيديوم , سيزيوم " ذات اشعة طيفية بتردد مناسب. للمزيد من التفاصيل حول الطريقة طبيعتها واحتياجاتها التشغيلية ينصح القارئ بالعودة الى Bloom (1962). مثل مقاييس البروتون المغناطيسية فان مقاييس البخار القلوي المغناطيسية تقيس الحقل المحيط الكلي, وتوجيه الجهاز ليس ضرورياً. وبما ان التردد الناتج " 100 - 300 كيلوهيرتز" يمكن قياسه بدقة كبيرة فيمكن الحصول على حساسية عالية في حدود 0.01 نانوتسلا. هذا يجعل مقاييس البخار القلوي اكثر الأجهزة المتاحة دقة لقياس حقل الأرض المغناطيسي. الحساسية العالية تجعل الجهاز مثالياً للاستعمال كجزء من مقياس التدرج الجوي
مقاييس التدرج المغناطيسي: مقياس التدرج المغناطيسي يمكن ان ينظر اليه كمقياس مغناطيسي تفاضلي حيث المسافة بين المتحسسان من نفس النوع تكون ثابتة وصغيرة بالنسبة للمسافة الى المصدر المراد قياس حقوله. الفرق بين شدة الحقل مقسوماً على المسافة الرأسية بين المتحسسات يحتسب كالتدرج عند نقطة المنتصف للمسافة بين المتحسسات مقاساً بالنانوتسلا/م. قياسات التدرج تكون خالية من التشويش المرتبط بالزمن مثل التغيرات الزمنية في حقل الأرض. مقاييس التدرج تستخدم أيضاً لطمس التأثيرات المشوشة الناتجة عن المصادر الاقليمية وذلك للتركيز على الشواذ الناتجة من المصادر القليلة العمق. هذا التطبيق يمكن ان يعتبر كمرشح للمسافة ؛ الشواذ تتغير عكسياً مع المسافة بمعدل أعلى بدرجة واحدة في مقياس التدرج عنه في مقياس المغناطيسية.
مقاييس التدرج الشائعة الاستخدام في المسوحات الجوية تستخدم زوجاً من عناصر تحسس الامتصاص الضوئي" بخار السيزيوم" تكون معلقة في هليوكوبتر او على جناح طائرة بتباعد ثابت يبلغ عدة أمتار بين المتحسسات. نظام الأجهزة من هذا النوع استخدم من قبل هيئة المساحة الجيولوجية الكندية في مناطق مختلفة تعود للعصر ما قبل الكمبري لغرض الاستكشاف المعدني (Sawatsky and Hood, 1975).  مقاييس تدرج خاصة تم تطويرها للاستكشاف التحت مائي , خصوصاً لتحديد اماكن المعادن في الرسوبيات الغرينية. (Breiner 1966).

الدرس السابع: مغناطيسية الصخور والمعادن

الدرس السابع: مغناطيسية الصخور والمعادن
الأنواع الاساسية من المغنطة:
نظراً لان الشواذ المغناطيسية تنتج بسبب المعادن المغناطيسية الموجودة في الصخور فانه من الضروري ان نناقش تلك المعادن " وللمفاجأة هي قليلة العدد", وأن نناقش بالتحديد حساسياتها المغناطيسية.
كل المواد عناصر, مركبات الخ... يمكن ان تصنف في ثلاث مجموعات تبعاً لخواصها المغناطيسية : ثنائية المغناطيسية ، احادية المغناطيسية وحديدية المغناطيسية. المجموعة الثالثة تحتوي على عدة تقسيمات.
المغنطيسية المتبقية:
بالرغم من انه في كثير من الحالات تعتمد مغنطة الصخور اساساً على القوة الحالية للمجال المغناطيسي المحتوى والمحيط من المعادن المغناطيسية, الا ان ذلك عموماً غير صحيح. في الواقع فان المغناطيسية المتبقية غالباً ما تساهم في المغنطة الكلية للصخور بكلاً من السعة والاتجاه. التأثير معقد جداً بسبب الاعتماد على التاريخ المغناطيسي للصخور. تلك البقايا تسمى البقايا المغناطيسية الطبيعية (NRM) . ويمكن ان تنتج عن واحد من عدة اسباب:
i)        مغناطيسية البقايا الكيميائية (CRM) والتي تحدث عندما الحبيبات المغناطيسية يزداد حجمها او تتغير من شكل لآخر نتيجة لعملية كيميائية بدرجة حرارة متوسطة" أي أقل من نقطة كوري" . هذه العملية مهمة في الصخور الرسوبية والمتحولة بالذات.
ii)       المغنطة الفتاتية (DRM) : وتحدث خلال الترسب البطئ للجسيمات الدقيقة في وجود حقل خارجي. الطين الرقائقي يظهر هذا النوع من البقايا.
iii)     مغنطة البقايا الحرارية المتساوية (IRM) : هي تلك البقايا التي تتخلف بعد ازالة الحقل الخارجي. الحقل المغناطيسي الأرضي صغير جداً لإنتاج كميات معتبرة من ال IRM .ضربات البرق تنتج  IRM فوق مناطق غير منتظمة صغيرة جداً.
iv)     مغنطة البقايا الحرارية (TRM) : تنتج عندما تبرد المادة المغناطيسية من نقطة كوري في وجود حقل خارجي. البقايا المغناطيسية الناتجة بهذا الأسلوب خاصة ثابتة. في بعض الحالات تكون معاكسة في الاتجاه لمجال المغنطة. هذه هي الآلية الرئيسية في مغنطة الصخور النارية.
v)      مغنطة البقايا الغروية (VRM) : وتنتج عن التعرض لمجال خارجي لمدة طويلة, تكوين البقايا يكون على علاقة لوغاريثمية مع الزمن. ربما يكون ال |VRM  مميزاً لصخور دقيقة الحبيبات أكثر من الخشنة الحبيبات. البقايا ثابتة تماماً.
المناقشة السابقة تظهر أن تأثيرات البقايا المغناطيسية مغقدة تماماً. الدراسات على تاريخ مغناطيسية الأرض" المغناطيسية القديمة" تدلل على أن المجال الأرضي قد تغيرت قيمنه وانعكست قطبيته عدة مرات في الماضي. من ناحية أخرى لا يوجد دليل معين على اختفائه لأي فترة ملحوظة خلال فترة وجوده ما عدا كقطب ثنائي. اختبارات المغناطيسية القديمة اظهرت أيضاً أن الكثير من الصخور بها بقايا مغناطيسية ليست مرتبة في اتجاه المجال الحالي او عكسه, تلك النتائج تدعم فرضية الانجراف القاري.
التمغنط القديم ليس ذو أهمية مباشرة للجيوفيزيائي التطبيقي. فضلاً عن ذلك فان المعلومات المتوصل اليها عبر ذلك العلم والمتعلقة بالتمغنط المتبقي في الصخور لها قيمة جيدة في تفسير الشواذ المغناطيسية خصوصاً انه من المستحيل فصل البقايا عن المغناطيسية المستحثة في الحقل.

الدرس السادس: الحقل المغناطيسي الأرضي

الدرس السادس: الحقل المغناطيسي الأرضي
لكي نعرف الشواذ في مجال الأرض فانه من الضروري معرفة خصائصها الصافية. لتمثيل قريب من الواقع فان المجال المغناطيسي الأرضي يمكن ان يمثل بمجال قطب ثنائي يوجد في مركز الأرض ذو عزم مغناطيسي يشير الى الشمال الجغرافي للارض.  فعلياً فان مصدر المجال ينبغي ان يكون نظام من التيارات الكهربية داخل الأرض. كثافة الفيض المغناطيسي  الكلية B1  على السطح تبلغ قيمتها 0.6 x  10-4 T . كثافة الفيض تلك ناتجة عن قوة مغنطة T0  توجد عند نقطة قياس مقدارها x 0.6   10-4  /(4ط x  10-7) = 47.8   A/m. عند أي نقطة على سطح الأرض فان متجه كثافة الفيض المغناطيسي "او المجال المغناطيسي كما سنطلق على كثافة الفيض", تتحدد كلياً بمركباته الأفقية( (Bh والرأسية (Bz)  والانحراف (D) , غرب او شرق الشمال الحقيقي لل  Bh.اتجاه ال Bh  هو خط الاستواء المغناطيسي المحلي. Bz تعتبر موجبة اذا اشارت للأسفل كما في نصف الكرة الشمالي عموماً , وسالبة اذا اشارت للأعلى كما في نصف الكرة الجنوبي. الميل (I) لل Bh وهو ذو أهمية في تفسير الشواذ المغناطيسية يعطى بالعلاقة ظا-1(Bz/ Bh ). النقاط على الأرض التي يكون فيها الميل = +- 900  تسمى ميل الأقطاب المغناطيسية الشمالي والجنوبي. قد يوجد عدد من تلك النقاط نتيجة الاضطرابات المحلية ولكن بعيداً عن ذلك فانه يوجد قطبان مغناطيسيان رئيسيان يتواجدان تقريباً عند 72○ شمالاً و 102○ غرباً , و86○ جنوباً و 146○ شرقاً. باعتبار الجزء الغير منتظم من مجال الأرض فانها غير مرتبطة بتقاطعات محاور الأقطاب التخيلية في مركز الأرض مع السطح والتي هي عند 79○ شمالاً و 79○ غرباً , و79○ جنوباً و 110○ شرقاً. تلك الأخيرة تسمى الأقطاب الجيومغناطيسية او اقطاب المحور. الخط التخيلي الذي يمر بالنقاط I=0  يسمى خط الاستواء المغناطيسي. الى الشمال منه تكون Bz موجبة والى الجنوب منه تكون Bz سالبة. الدائرة الكبيرة على سطح الأرض التي تمر خلال ثنائي القطب التخيلي بزوايا قائمة على محور القطب هي خط الاستواء الجيومغناطيسي.
المجال الأرضي ليس ثايتاً عند أي نقطة على السطح بل يمر بتغيرات في فترات مختلفة. من وجهة نظر الجيوفيزياء التطبيقية فان الاكثر أهمية هي الاختلافات اليومية والعواصف المغناطيسية. تأثيرها المشوه يجب ان يحذف بشكل مناسب من نتائج المسح المغناطيسي.

الدرس 5: تفسير المسح الجاذبي:

الدرس 5:
تفسير المسح الجاذبي:
خرائط شواذ بوجير تبدو مثل خرائط الكنتور الطبوغرافية. انها تظهر مناطق دائرية متطاولة وغير منتظمة عالية ومنخفضة الجاذبية, وهي ايضاً يمكن ان تظهر تراكيب خطية ذات تدرج شديد وليست  بالضرورة مرتبطة باي من المعالم المذكورة. من الممكن جداً عمل تفسير أولي ونوعي من تفحص الخريطة لو توافرت بعض المعرفة بجيولوجية المنطقة. الجاذبية العالية في اماكن كثيرة مرتبطة بطية محدبة او بكتل مرتفعة وكلاهما تراكيب ترفع الصخور الاقدم والاكثف الى الاعلى بالقرب من السطح. في مناطق اخرى فان قيم الجاذبية العالية يمكن ان تنجم عن وجود تداخلات قاعدية ثقيلة وبالعكس فان الاحواض الرسوبية والتداخلات الحمضية الخفيفة تنتج عادة قيم جاذبية منخفضة. التراكيب ذات التدرج الملحوظ تنتج عن تماس شديد بين صخور مختلفة الكثافة كما هو الحال في مستويات الصدوع.
اذن المشكلة هي كيف نحدد من خلال البيانات المجتزاة التي استخدمت في رسم الخريطة ومن خلال المعلومات الاخرى المتاحة حجم وشكل وموقع التراكيب التحت سطحية التي اعطت ارتفاعاً في الاضطرابات الجاذبية. بالرغم من انه سهل نسبياً حساب الشاذة الجاذبية للجسم مهما كان شكله الا انه لا توجد حلول معينة لعكس المشكلة أي لحساب متغيرات جسم من خلال شاذته فقط بدون توافر معلومات اخرى حوله. على أي حال عادة يوجد شئ ما بخصوص التراكيب الجيولوجية في منطقة المسح, فمن خلال تلك المعرفة والتدقيق النوعي لشاذة الجاذبية يمكن ان نأخذ فكرة عن حجم وشكل وموقع التركيب المنتج لها. ومن ثم يصبح من الممكن ان نبني مجموعة من الحلول الممكنة ذات شواذ جاذبية متناسب مع الحقل المدروس بالدرجة المطلوبة من الدقة. حدود مجموعة الحلول تلك محكومة الى حد ما بكمية المعلومات الجيولوجية .والذي سوف نفعله باستخدام تلك المعلومات هو بالطبع التقليل من عدد الكميات الغير معروفة وهي الابعاد والموقع واختلاف الكثافة. لو كان لدينا فكرة نوعاً ما عن الابعاد النسبية " الشكل على سبيل المثال" للتركيب والكثافة فاننا يمكن ان ننتج حل وحيد بتلك التحديدات. على سبيل المثال مجموعة كبيرة من الاجسام عدسية الشكل لو وضعت على اعماق مناسبة يمكن ان يكون لها شواذ جاذبية مماثلة نظرياً في الشكل والمقدار تلك الناتجة عن كرة ذات كتلة ما وموجودة على عمق اكبر.  وبغياب معلومات اخرى فانه لا حل أفضل من غيره. من ناحية أخرى فلو عرف ان شواذ الجاذبية هي في الحقيقة ناتجة عن جسم كروي تقريباً فان عمقه والكتلة الزائدة يمكن ان تحسب بسهولة من شاذته. من هذه الزاوية فان الكتلة الزائدة هي عبارة عن حاصل ضرب حجم الكرة في فرق الكثافة (ρ- ρ0) مع الصخور المحيطة ذات الكثافة ρ0 .لو عرفنا الفرق في الكثافة فاننا يمكن ان نحسب نصف قطر الكرة وان نجري تفسيراً كاملاً. بالمثل فان معرفة التتابع الجيولوجي وكثافة الطبقة في المنطقة تفرض قيوداً عدة على التفسيرات الممكنة ومن المحتمل ان تؤدي الى حل ممكن له قيمة عملية. لسوء الحظ فان المشكلة معقدة اكثر في ضوء حقيقة ان مجال الشاذة على السطح ليس بالضرورة ان يكون ناتجاً عن تركيب بسيط واحد ولكن من الممكن ان يكون محصلة لتأثيرات عدد من التراكيب الغير مترابطة في أعماق مختلفة. في تلك الحالات فان المشكلة الأولى للتفسير هي ايجاد وسائل لفصل تلك الشواذ المختلفة بقدر الامكان. هذا يمكن ان يكون قابلاً للتطبيق لو تم تقسيمها الى مجموعتين, الأولى  تحتوي صغيرة القياسات والتي تسمى الشواذ المحلية والأخرى تحتوي المعالم الأشمل والانعم والتي غالباً وليس دائماً ما تكون عميقة المصدر. الحقل المركب من الاخيرة يسمى الاقليمي. ان فصل الحقل المحلي والاقليمي يصبح مشكلة متعلقة بالترشيح. أبسط طريقة للفصل – قابلة للاعتراض على أسس موضوعية – هي بتنعيم الشواذ المحلية بالعين أي اكمال الحقل الاقليمي في الاماكن المتأثرة بالشواذ المحلية ثم يطرح الاقليمي الممصقول من حقل شاذة بوجير الأصلي مخلفاً وراءه البقايا التي تحتوي على المعالم ذات الاطوال الموجية القصيرة المفترض تكونها بسبب المعالم القريبة من السطح الصغيرة نسبياً. طريقة اكثر موضوعية للحصول على الاقليمي هي بازالة الشواذ المحلية بالتنعيم العددي للترشيح الرقمي (Mesko 1965)  .الطرق العددية اسهل في الاستخدام عندما تكون البيانات متساوية التباعد. ابسط طريقة للقيام ببعض التنعيم هي بأخذ المعدل الجاري لمجموعات من ثلاث نقاط او اكثر بالتساوي على طول خط عرضي. . سعة الشواذ الحادة يتم تقليلها , وهذه الكمية تعتمد بشكل كبير على العرض الكلي لمجموعة النقاط مقارنة بالطول الموجي للشاذة. عملية حساب المتوسطات  المحددة تلك مكافئة لضرب كل من القيم الثلاثة بوزن متساوي- الثلث- ثم جمعهم , النقطة المركزية تستبدل بالمجموع. خواص التنعيم المحسن يمكن الحصول عليها لو تم تنقيص الاوزان من المركز او ادراج قيم اكثر. مرشح ذو خمس نقاط يمكن ان يكون له الاوزان التالية 1/16, 1/4 , 3/8 , 1/4 , 1/16. لو ان الملاحظات عند نقاط شبكة المتوسطات الموزنة اخذت من قيم تقع على دوائر بانصاف اقطار متزايدة حول النقطة المركزية فان الاوزان والطول الحقيقي لنصف قطر الدوائر المتوسطة تحدد سلوك المرشح. انه ليس من الصعوبة ان نصمم مرشح بخواص تنعيم معينة ولكن حقل الجاذبية يمكن ان يكون معقداً جداً لدرجة استحالة الاختزال المعقول لسعة الشواذ المحلية بدون ان تؤثربشكل كبير في نفس الوقت على شكل بعض المعالم الاشمل التي تكون الحقل الاقليمي. بكلمات أحرى فان الفصل الواضح بين القليمي والبقية غير ممكن. ماعدا ابسط المناطق فان الاقليمي سوف يظل يحتوي على مساهمات مخففة كثيرة ناجمة عن الشواذ المحلية وعند طرح الاقليمي من شاذة بوجير الغير مرشحة فان الشواذ المحلية المتخلفة الناتجة ستظهر بعضاً من التشوه. لو اردنا فقط القيام بتفسير نوعي فان الهدف هو تعزيز الاتجاهات المحلية واظهارالمعالم الأخرى مطموسة بالاقليمي , فان هذا التشوه غير مهم. مع ذلك انه من الممكن ان يؤثر بشكل كبير على نتيجة التفسير الكمي.
طريقة التجربة والخطأ هي مقاربة ممكنة للتفسير الكمي. فمن تفحص خريطة الكنتور وأخذ كل المعلومات الأخرى عن المنطقة في الحسبان يمكن ان يشتق نموذج للتركيب ويحسب تأثير جاذبيته. الشواذ المقاسة والمحسوبة تقارن ثم يعدل النموذج ويعاد حساب شاذتها لحين الوصول الى تطابق معقول بينهما. لو كانت البيانات الجيولوجية شحيحة فمن المحتمل عدم المقدرة على عمل شئ أكثر من حساب مجموعة من الحلول التقريبية , ولكن حتى القدرة على وضع قيود على الاحتمالات
الممكنة يمكن ان تكون اكثر نفعاً.
عند اختيار نموذج فالعادة عمل ابسط التقريبات الهندسية نظراً لان تجاذب الجاذبية لعدد من الاشكال البسيطة يمكن ان يحسب بسهولة من خلال الرسم والمعادلات الاساسية. ونظراً لأن الشكل الهندسي الافتراضي على افضل الاحتمالات يمكن ان يكون تقريباً فجاً للتركيب الحقيقي فان التطابق بين الشواذ المقاسة والمحسوبة ليس بالضرورة ان يكون تاماً بالرغم من ان التطابق يكون جيداً لدرجة مذهلة, أي ضمن قيود خطأ الملاحظة , لكن الاجراء يمكن من عمل بعض التخمين للأبعاد والعمق بشكل بسيط نوعاً ما. في الكثير من الأحيان حيث يكون التحكم الجيولوجي قليلاً يمكن أن تكون هناك فائدة من السعي لمزيد من التفسير لأنه من المستبعد جدا أن نموذجا أكثر تعقيدا سوف يكون أفضل تقريب للتركيب الحقيقي , ناهيك عن التوافق التام بين الشواذ المقاسة والمحسوبة.

الدرس 1 : مقدمة

الدرس 1
مقدمة
الجيوفيزياء هي تطبيق مبادئ الفيزياء في دراسة الأرض. وذلك يشمل الارصاد الجوية والكهرباء الجوية او فيزياء الايونوسفير , ولكنه بصورة اكثر تحديداً يعني فيزياء جسم الارض وهذا هو ما ستستخدم له كلمة الجيوفيزياء في هذه الدراسة.
ان هدف الجيوفيزياء هو استنتاج الصفات الطبيعية للارض ومكوناتها الداخلية من الظواهر الفيزيائية المرتبطة بها, على سبيل المثال المجال المغناطيسي الارضي , الحمل الحراري , انتشار الموجات الزلزالية , قوة الجاذبية الارضية الخ...
من ناحية اخرى فان هدف الجيوفيزياء التطبيقية الذي تهتم به هذه الدراسة هو دراسة معالم محددة قليلة العمق وصغيرة نسبياً وتتواجد في القشرة الارضية. من بين تلك المعالم الطيات المحدبة والمقعرة والصدوع الجيولوجية وقباب الملح , تموجات الصخور المتبلرة تحت غطاء من الركام الجليدي, رواسب الخامات, رواسب الطين وهلم جرا. انه من المعروف الآن أن دراسة تلك المعالم غالباً له تأثير في المشاكل العملية للتنقيب عن النفط ,تحديد موقع الطبقة الحاملة للماء , التنقيب عن المعادن , انشاء الطرق السريعة وفي الهندسة المدنية. غالباً فان تطبيق الفيزياء مع المعلومات الجيولوجية هو الطريق المرضية الوحيد لحل لتلك المشاكل.
الطرق الجيوفيزيائية المستخدمة في دراسة المعالم القريبة من سطح الارض تختلف تبعاً لاختلاف الصفات الفيزيائية للصخور المكونة لهذه المعالم ولكن بشكل عام فانها تقع ضمن اربع انواع. الطرق الساكنة التي تقيس تشوهات المجال الفيزيائي الساكن ومن ثم تحديد المعالم المسببة لها. المجال الساكن قد يكون طبيعياً مثل الحقل المغناطيسي او الجاذبي او التدرج الحراري , وقد يكون صناعياً مثل تدرج الجهد الكهربي .من ناحية اخرى توجد الطرق الديناميكية وفيها ترسل اشارات الى الارض ثم تقاس قوة وزمن وصول الاشارة الراجعة عند نقاط معينة. في الطرق الديناميكية فان الزمن يظهر دائماً في معادلات المجال ذات العلاقة اما بشكل مباشر كزمن الوصول في الطرق السيزمية او غير مباشر كالتردد او فرق الطور كما في الطرق الكهرومغناطيسية. يوجد نوع آخر مهم من الطرق الجيوفيزيائية وهو يقع بين النوعين الآخرين ويدعى الطرق الاسترخائية. ما يميزها ان بعد الزمن يظهر فيها كالزمن الذي يحتاجه الوسط المستثار ليعود لحالته الطبيعية. هذا النوع يشمل طرق الجهد الزائد للاستقطاب المستحث. ختاماً يوجد ما يمكن ان نطلق عليه طرق التأثير المتكاملة, وفيها تكون الاشارات المقاسة هي الاوساط الاحصائية لمنطقة ما ذات حجم معين. الطرق التي تستخدم النشاط الاشعاعي تقع ضمن هذا النوع
ان تصنيف الطرق الجيوفيزيائية الى ارضية وجوية وتسجيلات آبار يعود فقط الى الاجراء التشغيلي ولا اهمية فيزيائية له. الكثير من الطرق الأرضية يمكن ان تستخدم في الجو وتحت الماء وفي الآبار ايضاً.
الطرق المغناطيسية والكهرومغناطيسية والاشعاعية تم تعديلها لعمل القياسات الجيوفيزيائية من الجو. المسوحات الجوية لها ميزات اكيدة. اولاً المسوحات الجوية ارخص من المسوحات الارضية المماثلة اذا كانت المساحة الممسوحة كبيرة , وثانياً يمكن اجراء المسوحات فوق الجبال والغابات والمستنقعات والبحيرات والثلاجات والمناطق الاخرى التي يصعب وصول الاطقم الارضية اليها.
مقارنة بالمسح الارضي فان المسح الجوي يؤدي الى انخفاض في الوضوح , بمعنى ان المشاهدات الجيوفيزيائية المتجاورة تميل للاندماج وتبدو كما لو كانت مشاهدة واحدة. اضافة الى ذلك فان هناك غالباً عدم تأكد بخصوص موقع المشاهدات الجوية ولهذا يجب التأكد ميدانياً من المشاهدات قبل القيام باعمال اخرى مثل الحفر.
المعنى ان الجيوفيزياء التطبيقية بالدرجة الاولى  – ماعدا الطرق السيزمية-  هي علم يناسب المناطق المستوية او ذات التضاريس قليلة التموج  حيث الغطاء الصخري رقيق نسبياً. السبب في ذلك هو انه عندما تكون التضاريس معقدة فان البيانات تحتاج الى تصحيحات وهذه بدورها تؤدي الى تفسيرات غير مؤكدة. من ناحية اخرى فعندما يكون الغطاء الصخري سميك جداً فان التأثيرات الناتجة عن تلك المعالم المختفية تحته تقع في مدى اخطاء القياس وصعبة التحقق. على أي حال لاتوجد قاعدة عامة لملائمة  أي تضاريس للطرق الجيوفيزيائية وكل حالة يجب ان تدرس بعناية حسب ظروفها الخاصة.
الطرق المختلفة للجيوفيزياء التطبيقية سيتم تناولها في الفصول القادمة.

الدرس 4: تصحيح البيانات الجاذبية:

تصحيح البيانات الجاذبية:
البيانات الحقلية لاختلافات الجاذبية بين نقطة مرجع عشوائية وسلسلة من المحطات تتعرض لتأثيرات خارجية مختلفة لا علاقة لها بالجيولوجيا التحت سطحية. على سبيل المثال فان التأثيرات الناتجة عن تفلطح الأرض او عن التغيرات في الارتفاع او التضاريس يجب ان تزال من البيانات الاصلية قبل البدء بالتفسير الجيوفيزيائي. هذه العملية التي تدعى تصحيح البيانات هي اجراء راسخ في اي مسح جاذبي. التصحيحات اللازمة هي : 1- تصحيح خطوط العرض  2- تصحيح الهواء الحر 3- تصحيح بوجير 4- تصحيح التضاريس احياناً.
تصحيح خطوط العرض: هذا التصحيح يهدف الى ازالة تأثير ارتفاع قيم الجاذبية من خط الاستواء الى القطب كما ذكرنا سابقاً. يستند هذا التصحيح الى معادلة الجاذبية التي اقرها I.U.G.G عام 1967. ولقد تم طبع جداول بقيم الجاذببةالطبيعية  لسطح البحر ومن خلالها يتم تحديد التصحيحات اللازمة لخطوط عرض المحطات كما هو موضح في خريطة مواقع المحطات.
إذا كان المسح هو لحيز محدود نوعا ما يغطي مناطق بين الشمال والجنوب بعرض كيلومترات قليلة فانه من الملائم استخدام معامل التصحيح التالي:
C =1R dgd=0.812 sin 2    mgal/km
حيث  R هي نصف قطر الارض و Փ هي خط العرض للمحطة.
التصحيح يجب ان يطرح او يضاف بحسب موقع محطة القياس في خط عرض اعلى ام اقل من المحطة الاساس. لخطوط العرض الوسطى فان التصحيح حوالي 0.08mgal/100m  الامر الذي يعطينا فكرة عن اهمية الدقة المطلوبة في معرفة المواقع النسبية للمحطات.
تصحيح الهواء الحر: هذا التصحيح يهتم بالانخفاض الرأسي لقيم الجاذبية مع زيادة الارتفاع. يستند هذا التصحيح الى قانون التربيع العكسي لنيوتن. لو كانت g◦ هي الجاذبية عند مستوى المرجع - عادة ولكن ليس بالضرورة سطح البحر-  فان الجاذبية عند ارتفاع h تعطى بالعلاقة
g=g◦ R2(R + h)2  =g◦ (1-2hR).
حيث R هي نصف قطر الأرض
ولفروق الارتفاعات الصغيرة فان تصحيح الهواء الحر هو
CF = 2g0 h/R = 0.308h mgal
حيث h هي الارتفاع بالامتار.
التصحيح يجب ان يضاف الى القيم المقاسة لو كانت المحطة اعلى من مستوى المرجع وتطرح في حالة العكس. لكي تكون اختلافات الجاذبية دقيقة بدرجة .,1 mgal  = )1 g.u) فان اختلافات الارتفاع بين المحطات يجب ان تكون معروفة لثلث المتر.
تصحيح بوجير: هذا التصحيح يأخذ بالحسبان تجاذب المادة  بين ارتفاع مرجع وارتفاع المحطة. هذا التجاذب يمكن تقريبه بمعاملة المادة الصخر ية الفاصلة كعدد لانهائي من الالواح الافقية ذات سمك يساوي الفرق في الارتفاع  h  بين القاعدة المرجع والمحطة. تجاذب الجاذبية لذلك اللوح يعرف باسم تأثير بوجير ( نسبة الى بيير بوجير الذي كان اول من اكتشف هذا التأثير خلال عمله في الأنديز) , ويعطى بالعلاقة:
CB= 2 Gh = 0.0419 h x 10-3 mgal
حيث  h  بالامتار,  هي كثافة مادة اللوح مقدرة ب  kg/ m3
بالعودة الى الشكل  7.3 فانه من السهل رؤية ان التجاذب بسبب الكتلة الزائدة للوح سوف يزيد من قيم الجاذبية المقاسةعند المحطات الاعلى مثل P. ولهذا يكون تصحيح بوجير B بعكس اشارة تصحيح الهواء الحر. تبلغ CB .01118  mgal/m  لمادة قشرية ذات كثافة نموذجية 2670  kg/ m3. وذلك اقل من تدرج الهواء الحر )0.3086  mgal/m)  وبالتالي فان g المقاسة على سح الارض تتناقص مع زيادة الارتفاع بمعدل 0.2 mgal/m. تصحيح بوجير ليس مناسبا لمحطات تقع  في المناطق الوعرة ويجب ان تكمل بتصحيحات اضافية لانحراف التضاريس  عن الطائرة.
تصحيح التضاريس:  هذا التصحيح يأخذ في الحسبان التجاذب بين المعالم الطبوغرافية مثل التلال والوديان التي تقع بالقرب من المحطة مثل الحالة P في الشكل 3.7. التلال التي ترتفع اعلى مستوى P سوف تعطي مركبة تجاذب للاعلى وبالتالي تعمل على تقليل تجاذب الجاذبية الناجم عن بقية الارض. اي وادي اسفل المحطة p يرتبط بالثقوب (كتل سلبية) في شريحة بوجير التي تميل ايضا لتقليل تأثير الجاذبية عند p. تصحيح التضاريس  CT في كلا الحالتين موجب ويجب ان يضاف لقيم اختلافات الجاذبية المقاسة.
تصحيحات التضاريس يتم الحصول عليها عادة بتقسيم المنطقة حول المحطة الى اجزاء محاطة بحلقات متحدة المركز على مسافات زاوية مناسبة (). الاختلاف في متوسط الارتفاع ( h) بين كل جزء ومحطة الجاذبية يحدد من الخريطة الطبوغرافية بغض النظر عن اشارته. تصحيح التضاريس الناجم عن التجاذب بين المواد في ذلك الجزء يعطى بالعلاقة
Cr=G( r2-r1) + [r12 +( h)2]-[r22+( h)2]           (3.22)
بحيث تكون r1 , r2 هي انصاف اقطار الحلقات الداخلية والخارجية المحيطة بالجزء , و  هي كثافة مادة المنطقة.
لقد تم نشر جداول للصيغ الموجودة بين القوسين في المعادلة السابقة بواسطة ( Hammer  ( 1939  و  ( Haalck  (1953   . في العقود الحديثة طورت برامج حاسوبية لتصحيحات التضاريس فضل فيها استخدام تقسيم الشبكة المستطيلية. ولقد ناقش تطبيق ودقة هذه الطرق كلا من ( Kane (1962   و ( Ketelaar   (1976.
عندما تقاس الجاذبية على سطح البحر فوق مستوى قاع البحرفان تأثير التضاريس  الناجمة عن طبوغرافية القاع مختلف تماما. تأثيرات بوجير والتضاريس تحسب كما لو استبدل الماء بصخر. مثال على تطبيق تصحيح التضاريس البحرية يوجد في دراسة  Nettleton     (1971         


الدرس 3 : مقدمة في المسح الجاذبي

الدرس 3
مقدمة في المسح الجاذبي
هدف التنقيب الجاذبي هو تحديد التراكيب التحت ارضية بواسطة الاختلال الذي تنتجه على السطح بمجال الجاذبية الارضية. بالرغم من بساطة الطريقة الا ان اختلافات المجال المطلوب قياسها صغيرة جداً ولهذا فان الاجهزة والتقنيات المستخدمة يجب ان تكون متطورة جداً.
اساس هذه الطريقة هو قانون نيوتن للتجاذب, الذي ينص على ان كل جزء من المادة يمارس قوة جذب على الاجزاء الاخرى تتناسب طردياً مع حاصل ضرب كتلتيهما وعكسياً مع مربع المسافة بينهما . أي
F = G m1m2 /r2        (7.1)
حيث F هي قوة التجاذب بين الكتلتين m1  , m2  , r  هي المسافة بينهما , G هي ثابت  الجاذبية العام وتبلغ قيمته بحسب التجارب  6.67  * 10-11  Nm2kg-2  
واستناداً الى القانون الثاني للحركة فان العجلة لجسم كتلته m1  نتيجة لجذب جسم كتلته m2  تعطى بالعلاقة :
a = F/ m1  =  G m2/ r2       (7.2)
لهذا فان القوة المؤثرة على وحدة الكتلة للجسم مساوية لعجلته وتعرف بمجال الجاذبية عند m1 . لو عوضنا عن m2  بكتلة الارض وعن  r  بنصف قطر الأرض فان العجلة تكزن مساوية تقريباً لعجلة الجاذبية  على سطح الأرض واتجاهها وموجه بشكل شعاعي إلى أسفل. على أي حال فان التجاذب الناتج عن كتل صغيرة مدفونة سوف يظهر على طول الخط الواصل بين مركز الكتلة ونقطة القياس,  لو افترضنا ان الكتلة dm فان العجلة تكون
a  = G dm/ r2              (7.3)
ان الاجهزة المستخدمة للمسوحات الجاذبية تسمى مقياس الجاذبية وصممت لتقيس اختلافات المجال بين الاماكن وليس قيمته المطلقة.لأخذ القراءة فان محور الجهاز يوضع في اتجاه المجال أي عمودياً على المستوى المحدد بميزان التسوية الكحولي على وجهه العلوي. بالطبع فان اتجاه مجال الجاذبية هو اتجاه محصلة المجال الارضي والكتل المحلية. تلك المجالات المحلية على أي حال صغيرة جداً مقارنة بجاذبية الأرض وبالتالي يمكننا الافتراض بان اتجاه الاخير لم يتأثر بالرغم من ان قيمته تتغير بصورة طفيفة. الاتجاه "العمودي" اتجاه المحور الحساس لمقياس الجاذبية يكون دائماً نفسه لكل الاغراض العملية. ولهذا عند حساب تأثير كتل تحت أرضية محلية على مقياس الجاذبية نستخدم المركبة العمودية لمجالها. وعند أي نقطة على سطح الأرض فان تلك المركبة هي
gz = acos θ   = G dm cos θ / r2
    = G zdm / r3
          = G zdm / (s2 +z2)3/2           (7.4)
حيث θ , r , z هي كما تم تعريفها في الشكل 7.1
لو كان الجسم كبيراً فان التأثير الكلي هو
gz =  G ∫zdm / r3
بحيث ان اشارة التكامل توضح ان الحقل الكلي يتم الحصول عليه بجمع كل العناصر في ارجاء الكتلة. عندما يكون الجسم ذو شكل هندسي بسيط فانه يمكن التوصل الى صيغة دقيقة للتكامل والا فان الحقل الكلي يتم الحصول عليه عددياً بتقسيم الجسم الى عناصر صغيرة وحساب التجاذب بينها كل على حدة ثم ايجاد المجموع.
في العمل المساحي اسلوب حديث وهو قياس الشواذ بوحدات الجاذبية ) μNkg-1 او μ ms-2(  . الوحدة القديمة الميلي جال لا زالت تظهر في الدراسات الحديثة وهي تساوي 10 g.u..
مجال الجاذبية الأرضية تقريباً 710 g.u  , وشواذ الجاذبية الناتجة عن تراكيب جيولوجية ذات اهمية تتراوح بين وحدات جاذبية قليلة الى بضعة آلاف. انه من الممكن الآن قياس تغيرات مكانية في المجال أفضل بنسبة 1: 810 لكن قبل اجراء تفسير جيولوجي معتبر فانه من الضروري فصل التأثيرات الجاذبية لتغيرات كثافة ما تحت السطح عن تلك التي من مصدر مختلف. الطرق التي تم تحويرها لعمل هذا مذكورة في القسم التالي.

الدرس 2: شكل الأرض

الدرس 2:
شكل الأرض
ا) عام: التنقيب الجاذبي الذي نشأ من دراسة المجال الجاذبي للارض هو مادة محط اهتمام الجيوديسيين طوال ال 250 سنة الماضية لتحديد شكل الارض. على سبيل المثال عندما وجد العالم الفرنسي بيير بوجير ان طول خط العرض عند خط الاستواء اقصر منه عند باريس اتضح عاى الفور ان الارض ليست كروية تماماً وبالتالي فان عجلة الجاذبية الارضية لن تكون ثابتة على سطح الارض. يمكن ان نستشهد بأمثلة اخرى على تطور المعرفة بجاذبية الارض كنتيجة للعمل الجيوديسي.
من المعروف الآن ان قيمة الجاذبية على سطح الارض تعتمد على خمسة عوامل: خط العرض والارتفاع وطبوغرافية المنطقة المحيطة والمد الارضي والاختلافات في الكثافة التحت سطحية. فقط العامل الاخير ذو اهمية في الاستكشاف الجاذبي وتأثيره عادة اصغر بكثير من تأثير العوامل الاربعة الاخرى مجتمعة. على سبيل المثال فان التغير في الجاذبية من خط الاستواء الى القطب يبلغ 5 gals أي 0.5% من قيمة متوسط عجلة الجاذبية الارضية " 980 gals ", بينما تأثير الارتفاع في بعض المناطق يمكن ان يكون اقصاه 0.1 gals أي 0.1% من عجلة الجاذبية. من ناحية اخرى فان شاذة جاذبية كبيرة في الاستكشاف النفطي يمكن ان تكون 10  mgal أي 0.001  من عجلة الجاذبية بينما قد تكون عشر ذلك في التنقيب عن المعادن.
ولهذا من الواضح ان الاختلافات في عجلة الجاذبية المهمة في التنقيب ليست فقط صغيرة مقارنة بقيمة عحلة الجاذبية نفسها وانما ايضاً بالمقارنة مع التأثيرات الناجمة عن تغيرات كبيرة في خطوط العرض والارتفاع . لحسن الحظ انه من الممكن عموماً ازالة تلك التغييرات الكبيرة بدقة جيدة.
ان شكل الارض كما بينته القياسات الجيوديسية والاقمار الصناعية حديثاً كروي منتفخ الاستواء ومسطح عند القطبين بحيث ان الفرق بين انصاف الاقطار الاستوائي والقطبي مقسوماً على الاستوائي يساوي 1/298.25. تلك النسبة تسمى التفلطح القطبي. نظرياً يمكن حساب ذلك الشكل بافتراض ان الارض كتلة مائعة تدور حول محورها القطبي وذات كثافة تزداد مع العمق ( من 3 جم/سم3 عند السطح الى 12 جم/سم3 عند المركز بالرغم ان التغير غير متجانس) . سطح ذلك الشكل الافتراضي يكون متساوي جهد للمجال الجاذبي وذو تسارع جابذ" أي متجه نحو المركز".
ب) الكرة المرجع: ان سطح الارض يعرف كشكل رياضي من حيث قيم الجاذبية عند كل نقاط السطح. هذا الشكل الرياضي يعرف باسم الكرة المرجع. وهو مرتبط بمتوسط مستوى سطح البحر مع ازالة الكتل الارضية الزائدة وملء اعماق المحيطات. وبالتالي يصبح سطح متساوي الارتفاعات أي ان قوة الجاذبية في كل مكان تعاير بحسب هذا السطح او ان خيط الشاقول يكون عمودياً عند كل النقاط. المعادلة التالية التي اقرها الاتحاد الدولي للجيوديسيا في 1967م يعطي قيم عجلة الجاذبية الارضية عند أي نقطة على هذه الكرة المرجع.
g = g0( 1 + α sin φ + β sin2 2φ)          (2.15)
حيث g0 = الجاذبية الاستوائية =  978.0318 gals  ,  φ =  خط العرض , والثوابت  α , β تساوي 0.0053024   و   0.0000058 على الترتيب.
لاحظ ان قيمة الجاذبية المذكورة اعلاه لا يوجد لها اشارة سالبة بمعنى ان قوة الجاذبية دائماً جاذبة ومن المنعارف عليه تجنبها باستعمال القيمة المطلقة للجاذبية. هذا الاجراء سيتبع في باقي هذا الفصل , مع ذلك في 3.2.2c   حيث  المعادلات  (3.14a), (3.14b) , (3.14c)  تربط  الامكانية الجاذبية والمجال بنظيراتها المغناطيسية فان الاشارة السالبة يجب ان تؤخذ بعين الاعتبار.[1]
بالرغم من ان المعادلة (2.15) لاتزال هي الاساس لتصحيحات خطوط العرض للجاذبية , فان بيانات مهمة تم الحصول عليها منذ 1930 بواسطة القياسات الجاذبية البحرية ومن المسارات الدقيقة للاقمار الصناعية تدفع باتجاه تعديل الثوابت. يبدو ان الأرض لها شكل الاجاصة نوعاً ما ولهذا فانه يمكن ان توجد تشوهات صغيرة في التكور الاستوائي. الأمر الذي يؤدي الى ادخال خطوط الطول في المعادلة. على أي حال فان تلك التعديلات تقاس بالامتار مقارنة بالتفلطح القطبي ذو ال20 نم. لهذا فان المعادلة السابقة ذات دقة كافية لاستخدامها في حساب التغيرات مع خطوط العرض.
ج) المجسم الأرضي " الجيود The Geoid ": حتى في أفضل صورها المحسنة فان علاقة الجاذبية في المعادلة (2.15) هي تقريب فج جداً. انها تفترض عدم وجود تموجات في سطح الارض بينما في الواقع لدينا متوسط ارتفاع قاري حوالي 500 متر وارتفاعات ارضية وانخفاضات محيطية +- 9000 م عن سطح البحر. من الواضح ان مستوى سطح البحر متأثر بهذه الاختلافات ويجب ان يراعيها المساح خلال قياس الارتفاعات.
الجيوديسيون عرفوا متوسط سطح بحر عملي (متساوي الجهد) لاجراء تلك القياسات ويعرف باسم الجيود وهو عبارة عن متوسط سطح البحر للمحيطات ولمياه البحر الموجودة في القنوات مثلاً تلك التي تخترق الكتل الارضية.
من الواضح ان الجيود والكرة المرجع " السفيرود" لا يمكن انتتطابق في الواقع في كل النقاط نظراً لان الجيود التوى لاعلى تحت الكتل القارية نتيجة للمواد الجاذبة بالأعلى والتوى لأسفل في احواض المحيطات. مع ذلك فالانحرافات بين السطحين لا تزيد عن 50 متر. اثاراسطح  الجيود والسفبرود- مضخمة بشكل مبالغ فيه كشاذات – موضحة في الشكل 2.2.
هذا الشكل المبسط للارض , الموصوف سواء بالسطح الرياضي او الجيوديسي , بالرغم من انه يسمح بزيادة الكثافة مع العمق الا انه يفترض عدم وجود تغيرات جانبية في الكثافة. تلك التغيرات عندما تحدث بالقرب من السطح يمكن دراستها وبحثها بالاستكشاف الجاذبي. هذه الصورة البسيطة مع انها كافية لعمل التصحيحات الجاذبية , فانها ضرورية لتحليل المسح الجاذبي.

الدرس 22: الطرق الكهرومغناطيسية



الطرق الكهرومغناطيسية (EM) تستند الى قياس المجالات الكهرومغناطيسية المصاحبة للتيارات المترددة المستحثة تحت السطح بواسطة تيار ابتدائي. في معظم الطرق فإن المجال الابتدائي أو المستحث ينتج بتمرير تيار متغير في ملف أو في سلك طويل موضوع فوق الأرض. المجال الابتدائي ينتشر في الحيز فوق وأسفل الأرض ويستحث تيارات في موصلات تحت سطحية طبقاً لقوانين الحث الكهرومغناطيسي. تلك التيارات ترفع من المجالات الكهرومغناطيسية الثانوية التي تشوش المجال الابتدائي. بشكل عام فإن المجال المحصلة الذي يمكن أن يلتقط بواسطة ملف مستقبل مناسب سوف يختلف عن المجال الابتدائي في الشدة والطور والاتجاه وتكشف عن وجود الموصلات.
الوظيفة الأساسية لطرق المجال الكهرومغناطيسي هي تحديد الأجسام ذات الموصلية الكهربية العالية. أكثر الأهداف المفضلة هي الخامات المعدنية وبالذات الكتل الكبريتيدية ، بالرغم من انها استخدمت لرسم الصدوع ، القص، والعروق الموصلة الرقيقة ، وهي شائعة في تتبع الأنابيب والأسلاك التحت أرضية. مدى ترددات المصدر يتراوح عادة بين 100 -500 هيرتز. الميزة الرئيسية لهذه الطرق على طرق المقاومة الكهربية انها لا تحتاج وصلات أرضية موصلة وأنظمة كثيرة يمكن أن تستعمل من الطائرة.
من بين طرق المجال المغناطيسي الطبيعية طريقة  " AFMAG" (اختصار للمجال المغناطيسي للتردد المسموع) والطرق الأرضية التي تجعل استخدام المجالات الأرضية الطبيعية في مستويات تردد مختارة. عمق الاختراق المحتمل لهذه الطرق أكبر من تلك التي للطرق الصناعية. طريقة المغناطيسية الأرضية (MT) قادرة على تحديد الفجوات التوصيلية الرئيسية في القشرة والوشاح مثل مناطق تماس القاعدة والرسوبيات والمناطق العالية التوصيل في الوشاح.
كما رأينا من الوصف السابق فان المشكلة الرئيسية الطرق الكهرومغناطيسية الجوية هي فصل الاستجابات الثانوية الصغيرة جداً في وجود مجال ابتدائي كبير جداً. تلك الصعوبة بالطبع تنطبق على الأنظمة الأرضية أيضاً ، ولكن بدرجة أقل بكثير. احدى الطرق للالتفاف على المشكلة هي باستخدام مجال ابتدائي يكون نبضياً أكثر منه مستمرأ ومحاولة قياس الاستجابة الثانوية خلال وقت إيقاف الإرسال. هذا المبدأ هو أساس لنظام INPUT ( نبض مستحث عابر) الذي طوره Barringer (1962). هذا في الواقع  مجال زمن أكثر منه وحدة تردد كهرومغناطيسي وطريقة الارسال والاستقبال لها بعض الشبه مع طريقة الاستقطاب المستحث لمجال الزمن.
حلقة الارسال ، مربوطة أفقياً حول طائرة كبيرة نسبياً يتم تنشيطها بواسطة نبضات موجية نصف جيبية ذات قطبية عكسية بالتناوب. اوقات التشغيل والايقاف هي 1.5 و 2 ميللي ثانية على الترتيب ،في أحد النماذج ، مسببة تردد تواتر حوالي 285 هيرتز. حلقة الاستقبال عمودية  ومحورها في  اتجاه خط الطيران ومقطورة في جسم طائر في نهاية سلك طوله حوالي 500 قدم. الجهد في ملف المستقبل سوف يتناسب مع   d Hs/dt  ; المكبر، مع ذلك مغلق (بلغة الالكترونيات ، هذا يعرف بالإمرار الانتقائي) خلال فترة نبض الارسال وبالتالي لا يوجد مخرج اشارة. خلال فترة ايقاف الارسال فان مكبر المستقبل يشغل. وكنتيجة لذلك فان المجال المغناطيسي الثانوي ،الناشئ من التيارات المستحثة في الأرض، الذي في هذه الحالة يضمحل أسياً بسبب المجال الابتدائي النابض ، يمكن أن يلتقط في المستقبل خلال فترة الميللي ثانيتين تلك.
المصدر الرئيسي للضوضاء هو المجال الثانوي الزائف من الطائرة. أثر ذلك المجال يحذف الى درجة كبيرة باستخدام اشارة مرجع من جهد المجال الابتدائي في ملف المستقبل، لحذف تلك الاشارة من كل قنوات المستقبل ; الحركة النسبية للجسم الطائر تعوض في نفس الوقت. مصادر الضوضاء الأخرى مثل الجوية وخطوط الكهرباء طمسها أكثر صعوبة.
طريقة ال  INPUT ذات مظاهر جذابة معينة. عمق الاختراق (محتمل أكثر من 400 قدم) أكبر من معظم الطرق الكهرومغناطيسية الجوية ، بينما سجل القنوات الأربع يعكس صفة الموصلات. هذا النوع من المؤشر على أي حال هو ضرورة وكذلك ميزة جوهرية ، نظراً لأنه في النظام النابض فان كاشف الملف ، الذي يسجل d Hs/dt يعزز مجالات الاضمحلال السريع ، بينما الموصلات الجيدة تنتج عادة مجال ثانوي يضمحل ببطء. بعض أنواع مقاييس مغناطيسية التيار المباشر قادرة على معالجة ترددات في المدى المسموع مما يؤدي الى التقاط أفضل من الملف , وذلك لأن الأخير يقيس hs.
نظرا لأن ال INPUT حديثة نسبياً فان إمكانياتها وتقييداتها لم تحدد بعد . ومثل طريق الطائرتين فإنها أغلى من الطرق الكهرومغناطيسية الجوية البسيطة.