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.