Měření v seismických metodách
Měření se obvykle realizují na přímkových profilech. Před samotným měřením je nutné správně zvolit systém měření, čímž se rozumí rozmístění míst zbuzení seismických vln a míst jejich registrace.
Seismické vlny lze budit různými způsoby. Klasickým způsobem, dnes již méně používaným, jsou odpaly trhavin v mělkých vrtech. Využíváme zde rychlého přechodu materiálu trhaviny z pevného do plynného skupenství. Vzniknuvší tlak plynu působí na okolní prostředí a dochází k šířící se deformaci. Jako trhavina se nejčastěji používá TNT po 10 kg, v případě měření na několik set kilometrů dlouhých profilench lze využívat i tuny TNT. Amplituda i frekvence vzniklé vlny závisí na velikosti nálože - větší hmotnost nálože = větší amplituda a nižší frekvence. Nevýhodami trhavin je nutnost vrtání, náročné skladování, bezpečnost převozu a především možnost poškození objektů nebo ohrožení obyvatel.
Další možností jsou vibrační zdroje jako je třeba vibrátor (vibroseis). Speciálně upravený automobil "poskakuje" na ocelové podložce, kterou jsou vibrace přenášeny do země. Vibroseis generuje většinou signál o délce 7-12 s s proměnnou frekvencí. Dochází-li k vzrůstající frekvenci hovoříme o up-sweepu, klesá-li frekvence jedná se o down-sweep. Rozsah frekvencí bývá kolem 2 oktáv: např.: 30-120 Hz. Signál pořízená vibroseisem je vizuálně zcela nečitelný, je nutné provést vzájemnou korelaci s původním signálem sweep. Hlavní výhodou vibroseisu je možnost jeho využití ve městech. Signál je sice slabší než u odpalu trhaviny, ale to je kompenzováno jeho délkou a možností opětovného vzbuzení.
Vibrátor.
Zdroj: http://www.sage.lanl.gov/2008.html
Signál sweep - nejprve můžete vidět samotný generovaný sweep signál a poté příchozí odrazy A-C, pod nimi se nachází sloučený signál a na posledním grafu časy příchodů odrazů po vzájemné korelaci.
Zdroj: http://petroleumgeophysics.com/images/202/
Zdrojem vlnění pro mělkou refrakční seismiku jsou nejčastěji údery kladiva o ocelovou podložku nebo údery závaží padajícího z určité výšky. Výhodou kladiva je jeho snadná dostupnost a mobilita, nevýhodou je jeho hloubkový dosah, který se pohybuje maximálně okolo 100 metrů. Jako podložka může být buď kovová nebo plastová destička. Plastová destička sice silně potlačuje vznik zvukové vlny, ale na druhou stranu zase snižuje obsah vyšších frekvenčních složek generovaného vlnění oproti kovové destičce.
Úderová seismika pomocí kladiva.
Zdroj: http://www.kgs.ku.edu/Geophysics/OFR/2006/OFR06_01/
Pokud chceme dosáhnout vyššího hloubkového dosahu, lze použít pád závaží. V reflexní seismice lze získat informaci až z hloubky 1 km. Hlavní výhodou oproti kladivu je vyšší energie buzeného singálu, závaží lze totiž různými mechanizmy při pádu urychlit. Nevýhodou je vícenásobný dopad po odražení závaží.
Pro měření na moři se používá jako zdroj seismického signálu vzduchové dělo (air gun). Válcová nádoba se stlačeným vzduchem je z lodi ponořena do vody a stlačený vzduch je rychle vypuštěn do vodního prostřed. Hlavní výhodou oproti trhavinám je snadná a rychlá opakovatelnost, nevýhodou je že vzniklá vzduchová bublina ve vodě pulzuje a pohybuje se směrem k hladině.
Vzduchové dělo - air gun
Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/Seismic_source
Seismické vlny registrujeme pomocí seismických aparatur. Soubor zařízení, kterým prochází vzruch před registrací se nazývá seismický kanál. Jeho vstupním členem je elektrodynamický geofon, který přeměňuje seismické kmity na elektrické. Geofon obsahuje volně zavěšenou cívku, kolem níž se nacházejí magnety pevně spojené s tělem geofonu. Příchodem seismické vlny se tělo geofonu rozpohybuje spolu s půdními částicemi, zatímco cívka zůstane v klidu. Podle zákonů elektromagnetické indukce dochází k vzniku elektrického signálu, který je pak veden do vlastní seismické aparatury. Geofony jsou na profilu zapojovány do takzvaných skupin, ve kterých jsou registrované kmity sčítané.
Elektrodynamický geofon.
Zdroj: http://www2.informatik.hu-berlin.de/~hochmuth/bvp/geofon.htm
Pro měření na moři se využívají piezokeramické snímače - hydrofony, které reagují na měnící se tlak. Uvnitř snímače se nachází krystal, který se vlivem sil deformuje a generuje elektrický náboj, který se měří.
Ke spojení geofonu se seismickou aparaturou se používá seismický kabel. Ten se připojuje do seismické aparatury pomocí spínačů, díky čemuž lze po profilu rolovat roztažení. Pro měření na vodě/moři se využívá streamer kabel, který má na sobě rovnou namontovano mnoho hydrofonů.
Sestava pro měření na moři: za lodí je taženo několik vyduchových děl a odražený signál je zaznamenáván hydrofony na streamer kabelu na jehož konci se nachází bójka zapisující polohu přes GPS.
Zdroj: http://www.farallones.org/e_newsletter/2005-12/TroubledWaters.htm
Zpracování signálů v aparatuře zahrnuje jejich zesílení, filtraci a registraci v digitální podobě.
Seismická aparatura Terraloc Mk6.
Zdroj: http://en.psm-ce.com/labs.aspx
