1.sondowanie elektrooporowe - polega na określaniu oporności pozornej w stałym punkcie pomiarowym przy zwiększających się rozstawach układu. Im większy rozstaw tym większe pole widzenia układu, większy zasięg penetracji.
1a oporność pozorna - jest parametrem geoelektrycznym, który charakteryzuje niejednorodny ośrodek geologiczny znajdujący się w polu widzenia układu pomiarowego. Można traktować ją jak pewną wypadkową oporność elektryczną niejednorodnego ośrodka, w którym przestrzenny rozkład oporności „rzeczywistej” narzucony jest przez budowę geologiczną. Zależy od: modelu, czyli przestrzennego rozkładu oporności, położenia punktu pomiarowego i głębokości penetracji (czyli rozstawu).
+ równanie ro a
1b krzywa polowa i teoretyczna - Krzywą polową otrzymuje się w terenie, jest ona surowa i niedokładna
- Krzywa teoretyczna powstaje na podstawie krzywej polowej poddanej obróbce matematycznej
1c Interpretacja ilościowa sondowań geoelektrycznych w oparciu o model 1D - najczęściej wykorzystywana jest metoda doboru. Istotą tej metody jest porównywanie teoretycznej krzywej sondowania, obliczanej dla zadawanego modelu, z pomierzoną krzywą polową. Wskaźnikiem dopasowania krzywej teoretycznej do krzywej polowej,
jest średnia kwadratowa różnica względna E między tymi krzywymi
. Następnie trzeba określić profil geoelektryczny w miejscu gdzie wykonano sondowanie, na podstawie pomierzonej krzywej polowej. Ten etap badań nazywany jest interpretacją geofizyczną, a wyinterpretowany profil geoelektryczny opisany jest przez podanie oporności i miąższości warstw. Kolejny etap to interpretacja geologiczna. Polega na przypisaniu
wyodrębnionym w profilu warstwom geoelektrycznym charakteru litologicznego na podstawie ich
oporności ( lub przewodności).
1d Efektem końcowym interpretacji pojedynczego sondowania jest zgeneralizowany profil geologiczny (należy zaznaczyć, że jest to profil otrzymany z sondowania geoelektrycznego a nie np. z wiercenia).
2a wymień, jakie elementy budowy geologicznej (w kontekście wyżej wymienionych złóż) mogą być badane przy pomocy metod geoelektrycznych -
zaburzenia tektoniczne (występowanie uskoków), miąższość nadkładu, rozciągłość struktury geologicznej, zmiany w budowie geologicznej, horyzontalne ułożenie warstw
2b scharakteryzuj warunki geologiczne sprzyjające efektywnemu zastosowaniu metod geoelektrycznych oraz podaj warunki przy których to zadanie będzie możliwe lub nie możliwe do zrobienia.
Muszą występować skały o zróżnicowanych właściwościach geoelektrycznych (różnych wartościach przewodności i oporności). Zadanie będzie niemożliwe jeśli właściwości te będą zbliżone.
2c Wymień metody geologiczne, które stosowałbyś do skartowania elementów budowy wyżej wymienionych przez ciebie w zad 2a
metody elektrooporowe: sondowanie PSE, profilowanie, tomografia oraz DPI.
3a promieniowanie gamma - Jest to wysokoenergetyczna forma promieniowania elektromagnetycznego. Za promieniowanie gamma uznaje się promieniowanie o energii kwantu większej od 10 keV, co odpowiada częstotliwości większej od 2,42 EHz, a długości fali mniejszej od 124 pm. Promieniowanie gamma wytwarzane jest w wyniku przemian jądrowych albo zderzeń jąder lub cząstek subatomowych. Promieniowanie gamma jest promieniowaniem jonizującym i przenikliwym.
3b w wyniku jakich zjawisk zachodzących w środowisku geologicznym następuje emisja kwantów gamma - w wyniku rozpadu alfa jąder atomowych. Kwanty gamma są również emitowanie w wyniku działania promieniowania kosmicznego.
3c Opisz zasadę funkcjonowania aparatury
Licznik scyntylacyjny, zbudowany jest z kryształu jodku potasu z talem. Jeśli przez ten kryształ przejdzie promieniowanie to następuje rozbłysk. Kolejnym elementem jest fotokatoda, następnie fotopowielacz i wreszcie licznik impulsu elektrycznego.
+ rysunek
3d w jakich jednostkach opisuje się aktywność promieniowania gamma
-eV (elektronowolty)
-aktywność promieniotwórcza
1 Bq=1 rozpad/s (Bekerel)
-aktywność właściwa
1Bq/m3, 1Bq/kg
-1Sv (siwert)
3e od czego zależy intensywność promieniowania gamma
od zawartości pierwiastków promieniotwórczych
3f Scharakteryzuj własność fizyczną jaką jest zdolność naturalnego promieniowania gamma skał magmowych I osadowych
O promieniotwórczości decyduje zawartość naturalnych izotopów:
40K, 232Th, 235U, 238U
3g wymień skały lub minerały cechujące się dużą intensywnością promieniowania gamma
-rudy uranu
-skały magmowe kwaśne (skalenie potasowe, miki)
-minerały akcesoryczne takie jak cyrkon, monacyt, sfen, apatyt, glaukonit)
-skały osadowe silnie zailone i z dużą zaw. mat. org.
4a wymień elementy (parametry, wielkości) charakteryzujące pole geomagnetyczne
-deklinacja - kąt między składową poziomą pola magnetycznego, a południkiem geograficznym.
-inklinacja - kąt jaki tworzy wektor natężenia pola z płaszczyzną poziomą.
4b Wariacje pola geomagnetycznego są to zmiany pola w czasie. Ostatnie przebiegunowanie miało miejsce ok. 720000 lat temu, a średnio przebiegunowanie zachodzi 5 razy na mln lat.
4c klasyfikacja wariacji
1. szybko zmienne (krótkookresowe)
związane z oddziaływaniem słońca i kosmosu
-od ułamka sekundy do 1-2 min (związ. z pasami val Allena)
-dobowe (związ. z położeniem słońca), na równiku max o 12:00, a w naszych szerokościach geogr. min.
-roczne (związ. z porami roku)
2. powolne (wiekowe) związane z budową wnętrza ziemi
-zmiany biegunowości, wędrówki biegunów magnetycznych (5 razy na mln lat)
+ aperiodyczne (burze magnetyczne)
Krzywa sondowania
To obraz wyników sondowania, gdzie Pp=const., G=varians
+ wykres
ogniska skażeń
składowiska odpadów przemysłowych i komunalnych (hałdy, mogilniki, osadniki, wysypiska). To obiekty, z których następuje „emisja” niepożądanych substancji chemicznych i organicznych. Mają niekorzystny wpływ na otaczające je środowisko geologiczne (zmiana naturalnego chemizmu wód podziemnych i degradacja ich jakości).
Monitoring skażeń
badanie zmian zachodzących w ośrodku geologicznym w czasie. Między innymi monitoring geoelektryczny jest stosowany do badania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń chemicznych w wodach podziemnych w otoczeniu tzw. ognisk skażeń. Proces migracji skażeń z wodami podziemnymi może być dostrzegany jako zmiana mineralizacji lub pośrednio jako zmiana oporności (przewodności) elektrycznej w ośrodku hydrogeologicznym.
Monitoring geoelektryczny polega na powtarzaniu, co pewien czas, pomiarów przewodności pozornej (lub oporności pozornej) w wytypowanych punktach czy profilach obserwacyjnych. We wszystkich seriach obserwacji musi być stosowana ta sama metodyka, technika i dokładność pomiarów.
Po co monitoring, czy jest skuteczny
Zasadność stosowania pomiarów geoelektrycznych do diagnozowania i monitoringu stanu środowiska geologicznego w otoczeniu ognisk zanieczyszczeń chemicznych wynika z zależności, jaka występuje pomiędzy przewodnością / opornością elektryczną roztworów wodnych a ich mineralizacją. Podstawową zaletą monitoringu geoelektrycznego jest to, że metoda daje informację o charakterze przestrzennym. Natomiast wady monitoringu geoelektrycznego wynikają z faktu, że jest to metoda pośrednia. Stosunek miąższości h warstwy wodonośnej do głębokości H występowania warstwy musi być odpowiednio duży h/H > 1.
Ziemskie pole siły ciężkości
Jest wypadkową siły przyciągania grawitacyjnego (siły newtonowskiej) F i siły odśrodkowej D, które działają na każde ciało znajdujące się na Ziemi.
Natężenie siły ciężkości
To specyficzna siła działająca na coś jednostkowego. Równe jest sile, z jaką dane pole grawitacyjne działa na jednostkową masę
Przyspieszenie ziemskie - przyspieszenie grawitacyjne ciał swobodnie spadających na ziemię g=9,8 m/s2
Grawimetria - bada ziemskie pole siły ciężkości. Odróżnia skały na podstawie ich gęstości. Zajmuje się przyspieszeniem ziemskim
Jednostki grawimetrii
-jedn. przyspieszenia
1 gal=10-2 m/s2
w SI m/s2
-do pomiaru gradientu
1 etwesz 1 E=10-9 s-2
w SI s-2
Radon - to efekt przemiany alfa radu. Występuje we wszystkich trzech istniejących w przyrodzie szeregach promieniotwórczych. Jest gazem szlachetnym, nie tworzy związków chem. Jest 27 izotopów, ale są krótkożywotne. Najpopularniejszy to 222Rn o czasie połowicznego rozpadu 3,8 dnia.
Promieniowanie jonizujące jest to promieniowanie elektromagnetyczne, które jest zdolne do spowodowania jonizacji (tj. oderwania przynajmniej jednego elektronu od atomu lub cząsteczki albo wybicie go ze struktury krystalicznej) w materiale, przez którą przenika. Jest silne, ale ma mały zasięg.
Powstanie radonu - występuje na terenach obfitych w skały magmowe kwaśne. Aby łatwo się wydostawał musi być cienki nadkład i szczeliny.
Wpływ na człowieka - groźne dla człowieka jeśli zje, wypije lub będzie wdychał. Uszkadza komórki, rozrywa sieci DNI, powoduje nowotwory płuc.
Metody geoelektryczne
1. elektrooporowa - do małych głębokości, płytkiej budowy geologicznej. Jest to metoda pola sztucznego i prądu stałego. Zakres: poszukiwanie i dokumentowanie złóż, hydrogeologia i geologia inżynierska, geologia środowiska
-sondowanie PSE, profilowanie, tomografia
+ rysunek (A,B elektrody prądowe; M,N elektrody potencjałowe)
2. Dipolowe Profilowanie Indukcyjne DPI - zakres: hydrogeologia i geologia inżynierska, poszukiwanie złóż, geologia środowiska, zanieczyszczenia.
Układ pomiarowy składa się z dwóch cewek: nadawczej i odbiorczej, umieszczonych jedna od drugiej w odległości r nazywanej rozstawem układu. Stosowane są dwa typy układów różniące się ustawieniem cewek względem powierzchni ziemi: VD vertical dipole - układ horyzontalnych cewek; HD (horizontal dipole) - cewki leżą w płaszczyźnie prostopadłej do powierzchni ziemi. Cewka nadawcza podłączona jest do generatora wytwarzającego sinusoidalne zmienny prąd o częstotliwości f. Cewka odbiorcza połączona jest z miernikiem, w którym „porównywane są” dwa sygnały. Jeden z nich to sygnał „spływający” z cewki. Drugi, to tzw. sygnał odniesienia płynący od nadajnika do miernika po kablu. W mierniku określany jest stosunek składowej kwadraturowej pola sumarycznego do amplitudy pola pierwotnego.
+rysunek
3. Geoelektryczne Badania Penetracyjne GBP
-penetracyjne profilowanie oporności PPO - szczegółowe, duża rozdzielczość
+ rysunek - schemat pomiarowy z sondą 1-elektrodową (A,M elektrody cylindryczne)