ژئوفیزیک در واقع علم استفاده از اصول و قوانین فیزیک برای مطالعه پدیده‌های وابسته به زمین (از سطح تا هسته داخلی زمین) است. روش‌های ژئوفیزیکی انواع مختلفی دارند که برای تشخیص هر کدام از خصوصیات فیزیکی زمین، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. بسته به نوع برداشت اطلاعات، می‌بایست از تجهیزات مشخصی استفاده نمود. به همین منظور برای هر روش ژئوفیزیکی تجهیزات و دستگاه‌های مختلفی وجود دارد. در این مقاله به بررسی این موضوع می پردازیم که دستگاه ژئوفیزیک چیست؟ و نحوه کار آن چگونه است؟ با ما همراه باشید.
فهرست مطالب
دستگاه ژئوفیزیک چیست؟
دستگاه ژئوفیزیک در واقع تجهیزاتی هست که از طریق روش‌های مختلف ژئوفیزیکی به‌قصد بررسی در خصوص ویژگی‌ها و خاصیت زمین یا خاک یک منطقه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اصطلاح دستگاه ژئوفیزیک، در واقع از نظر علمی به همه تجهیزاتی گفته می‌شود که با استفاده از روش‌های ژئوفیزیک اکتشافی، به بررسی و تحلیل لایه‌های زیرین زمین می‌پردازد.
دستگاه ژئوفیزیک عبارتی است که بین عموم مردم به‌عنوان دستگاهی برای اکتشاف آب یا محل حفر چاه آب مورد استفاده قرار می‌گیرد که عبارت صحیح و علمی آن رزیستیومتر است. این دستگاه خود در دسته تجهیزات ژئوالکتریک دسته‌بندی می‌شود که در واقع خود این تجهیزات نیز جزئی از تجهیزات ژئوفیزیکی هستند.
پیشنهاد مطالعه: آب یابی به روش ژئوفیزیک چیست؟
نحوه کار دستگاه ژئوفیزیک
برای به‌دست‌آوردن خصوصیات فیزیکی موردنیاز در زمین، روش‌های ژئوفیزیکی مختلفی وجود دارد که می‌توان از روش‌های ژئوفیزیکی با چشمه طبیعی یا چشمه مصنوعی استفاده کرد. در روش چشمه طبیعی، میدان‌های طبیعی موجود در زمین توسط اپراتور با دستگاه ژئوفیزیک مرتبط اندازه‌گیری می‌شود. در این روش‌ها هیچ‌گونه جریان یا منبع مصنوعی به زمین تزریق نمی‌شود. سپس خصوصیات فیزیکی زمین مورد بررسی و تحلیل قرار می‌گیرد. در روش چشمه مصنوعی، اپراتور از طریق تجهیزات و دستگاه‌های مشخص، اقدام به تزریق سیگنال‌هایی به داخل زمین می‌کند. در مرحله بعد اپراتور از طریق یک‌سری گیرنده، سیگنال‌هایی که از طرف زمین تغییراتی در آن ایجاد شده است را اندازه‌گیری می‌کند. سپس اطلاعات برداشت شده تحلیل می‌شود و مشخصات و خصوصیات زمین به دست می‌آید.
از جمله روش‌های ژئوفیزیکی با چشمه طبیعی می‌توان روش گرانی‌سنجی، مغناطیس‌سنجی و پتانسیل خودزا و روش‌های الکترومغناطیسی را نام برد.
روش مقاومت ویژه و اکتشافات لرزه‌نگاری از نوع روش‌های ژئوفیزیکی با چشمه مصنوعی است.
در بحث آب یابی، از روش مقاومت ویژه که یک روش چشمه مصنوعی است استفاده می‌شود. در این روش با کمک دستگاه ژئوفیزیک مشخص، جریان برق به شکل مصنوعی توسط یک جفت الکترود وارد زمین می‌شود. این عمل باعث به‌وجودآمدن اختلاف‌پتانسیل می‌گردد که توسط یک جفت الکترود دیگر و یک پتانسیومتر در سطح زمین اندازه‌گیری کرد. بر طبق قانون اهم با داشتن اختلاف‌پتانسیل و شدت‌جریان بین دو الکترود می‌توان مقاومت الکتریکی لایه‌های زمین را محاسبه کرد. با داشتن مقاومت الکتریکی، جداول و اطلاعات مقاومت ویژه الکتریکی انواع خاک‌ها و سنگ‌ها و آب‌های زیرزمینی، می‌توان جنس لایه‌های زمین را تخمین زد و احتمال حضور لایه آبدار را نیز مشخص نمود.
کاربرد دستگاه ژئوفیزیک چیست؟
دستگاه‌ها و تجهیزات ژئوفیزیکی بر اساس روش کارکردشان، کاربردهای متنوعی دارند، به‌عنوان‌مثال برخی از دستگاه‌های ژئوفیزیک با روش گرانی‌سنجی به اکتشاف ذخایر هیدروکربنی، تعیین حفره‌های زیرزمین و تعیین ضخامت یخچال‌ها پرداخته می‌شود. برخی از دستگاه‌ها با روش مغناطیس‌سنجی به تعیین محل لوله‌ها و کابل‌ها، تونل‌ها، چاه‌های معدنی پنهان و کشف تجهیزات و وسایل نظامی مدفون (مین، بمب و…) کمک می‌کنند. یکی از کاربردهای دستگاه ژئوفیزیک، کشف معادن فلزی و غیرفلزی، مطالعات آب‌های زیرزمینی، مطالعات آب‌های زیرزمینی آلوده و ارزیابی منابع معدنی است که توسط روش الکترومغناطیسی انجام می‌شود.
برخی از این تجهیزات ژئوفیزیکی برای مطالعات زیست‌محیطی به کار برده می‌شوند. برخی نیز که بین مردم رواج بیشتری دارد برای تشخیص محل مناسب برای حفر چاه آب مورد استفاده قرار می‌گیرد که در بسیاری موارد از اتلاف وقت و هزینه جلوگیری می‌کند. برخی از این تجهیزات ژئوفیزیکی به مطالعه عمق توده‌های لغزشی زمین می‌پردازد که اغلب به‌منظور مطالعه زمین‌لغزش‌ها به کار می‌رود.
از مهم‌ترین کاربرد دستگاه ژئوفیزیک با روش مقاومت ویژه می‌توان به تعیین عمق آب‌های زیرزمینی و لایه‌های آبدار، تعیین عمق سنگ‌بستر و ضخامت خاک، تخمین مقاومت سنگ، تعیین محل‌های زیرزمینی آلوده در بحث زیست‌محیطی، تعیین لایه‌های آبدار شور و شیرین، تعیین مناطق گسل خورده اشاره کرد. کاربرد دستگاه ژئوفیزیک با استفاده از روش اکتشافات لرزه‌ای نیز کسب اطلاعات دررابطه‌با سنگ‌ها و به‌ویژه وضعیت لایه‌ها بر اساس زمان‌های مشاهده شده است.
پس دستگاه‌های ژئوفیزیک، با استفاده از آشکارسازهای مختلف و روش‌های مختلف می‌توانند هر نوع مواد فلزی و غیرفلزی را در عمق‌های مختلف تشخیص دهند. همچنین پس از برداشت اطلاعات توسط دستگاه‌های ژئوفیزیک، می‌بایست توسط نرم‌افزارهای مخصوص به تحلیل اطلاعات پرداخته، تا مکان دقیق اطلاعات مدنظر و عمق آنها مشخص شود. بسته به نوع دستگاه ژئوفیزیک، اپراتور و نوع نیاز ما از خصوصیات زمین می‌توان اطلاعات مختلفی در رابطه با خصوصیات فیزیکی زمین به دست آورد.
ویژگی و امکانات دستگاه ژئوفیزیک
با توجه به توضیحات ارائه شده در بالا دستگاه‌های ژئوفیزیک بسته به نوع روش مورد استفاده متفاوت هستند. پس به طبع آن امکانات و ویژگی‌های متفاوتی نیز دارند. ولی به‌طورکلی برای استفاده در هر روش ما نیاز به یک دستگاه که فرستنده و گیرنده اصلی ما هست و یک‌سری تجهیزات جانبی داریم. دستگاه‌های اصلی بسته به نوع شرکت سازنده، روش‌های ژئوفیزیکی که می‌تواند بررسی کند، عمق نفوذ جریانات متفاوت هستند. برخی دستگاه‌های پیشرفته قابلیت چند نوع اندازه‌گیری را دارند. تجهیزات جانبی دستگاه‌ها شامل الکترود، سیم، قرقره، چکش، جی‌پی‌اس است. هر کارشناس بسته به نوع نیازی که کارفرما دارد از ابزارها، دستگاه‌ها و روش ژئوفیزیکی مشخص استفاده می‌کند تا نیاز هدف رو برطرف سازد.
در کل با توجه توضیحات ارائه شده دستگاه و تجهیزات بخشی از کار با دستگاه ژئوفیزیک است؛ ولی اپراتور و کارشناس بخش مهم‌تر این پروسه است. زیرا اپراتور با توجه به نیازی که وجود دارد ابتدا باید آنالیز و بررسی کند که کدام روش در محیط مورد بررسی کارایی بالاتری دارد. علاوه بر این کارشناس پس از بررسی بهترین روش برای رفع نیاز موجود می‌بایست سایر عوامل از جمله محدودیت‌های روش موردنظر را نیز مورد بررسی قرار دهد. در برخی مناطق امکان استفاده از روش ژئوفیزیکی مشخص وجود ندارد پس اگر فقط یک روش می‌تواند نیاز ما رو برطرف کند؛ ولی شرایط استفاده از دستگاه در منطقه مورد مطالعه وجود نداشته باشد نباید از آن روش استفاده شود.
برای مثال اگر در منطقه‌ای قسمت سطحی زمین دارای سنگ سخت و یک‌دست باشد، به‌گونه‌ای که امکان قرارگیری سونداژها در داخل زمین برای بررسی الکتریکی به‌منظور شناسایی آب زیرزمینی وجود نداشته باشد، نباید از روش الکتریکی که یکی از بهترین روش‌ها برای مکان‌یابی چاه آب است استفاده کرد. به همین دلیل کارشناس مربوطه می‌بایست به دنبال روش جایگزین برای این امر باشد. زیرا استفاده از روش ژئوفیزیکی که دارای محدودیت در برخی از مناطق هست نتیجه عکس خواهد داشت و احتمال خطای دستگاه بالا رفته و تحلیل و بررسی درستی را به کارشناس نخواهد داد.
در برخی مناطق نیز به دلیل برداشت اطلاعات عمیق‌تر نیاز است که از تجهیزاتی شبیه بی‌سیم استفاده شود که این امر کمک زیادی در سرعت برداشت اطلاعات می‌کند که کارشناس مربوطه باید این لوازم و تجهیزات را در اختیار داشته باشد.
پس تجهیزات و دستگاه‌های ژئوفیزیک باید متناسب با نیاز در منطقه انتخاب شود تا علاوه بر رفع نیاز موردنظر، باعث افزایش سرعت در روند برداشت اطلاعات و نتیجه مطلوب شود.
ثبت ديدگاه