Géométrie des dunes de Barchan, dans la réalité et les simulations. (a) Image d'une dune barchane qatarie isolée à partir d'un drone aérien, avec l'aimable autorisation de Sylvain Michel. (b) Profil d'élévation du même barchan, à partir de données reproduites avec l'aimable autorisation de Michel Louge. (c) Maillage généré modèle de la même dune. La flèche rouge indique l'emplacement de la force ponctuelle pour la simulation dans la vidéo. Crédit :GeoSpace
Les dunes de sable peuvent être belles à voir, mais ils ont longtemps été des fauteurs de troubles sismiques pour les géophysiciens essayant de détecter ce qui se trouve sous terre à proximité. Une nouvelle étude tente de déterminer à quel point les dunes encrassent les relevés sismiques dans l'espoir de trouver des moyens de les contourner.
Les relevés sismiques à la recherche de pétrole et de gaz utilisent ce qu'on appelle un camion thumper, qui frappe littéralement le sol pour envoyer des signaux sismiques à travers la Terre. Ces signaux sont reçus par des sismomètres à une certaine distance. Les structures géologiques souterraines sont détectées par leur réflexion, plier et changer autrement les ondes sismiques du camion thumper.
Lorsque les sismologues effectuent ces relevés près des dunes de sable, cependant, ils remarquent que leurs signaux ne sont pas clairs.
"Les géomètres ont remarqué beaucoup de bruit, " a déclaré Matthieu Arran, un doctorat étudiant au Département de Mathématiques Appliquées et de Physique Théorique de l'Université de Cambridge au Royaume-Uni. "Parfois, vous ne pouvez vraiment rien lire … Alors nous demandons, quel est ce bruit de dunes de sable et pouvons-nous faire quelque chose pour l'éviter."
Arran est l'auteur principal d'un rapport sur les travaux en Journal of Geophysical Research:Solid Earth , un journal de l'American Geophysical Union.
Pour comprendre le bruit des dunes de sable, Arran et ses collègues ont créé une simulation mathématique d'une dune de barkhane en forme de croissant sur un terrain plat. Ensuite, ils ont simulé le signal sismique d'une camionnette pour voir exactement ce que les dunes faisaient au signal sismique détecté par les sismomètres.
Ils ont découvert que les dunes de sable peuvent agir comme des chambres d'écho pour les ondes sismiques, les refléter et les réémettre pendant un certain temps après la disparition du signal sismique d'origine. Les dunes de sable sont constituées d'un matériau plus meuble que le sol en dessous. Cette différence de matériau signifie que les ondes sismiques se déplacent à des vitesses différentes dans les dunes et le sol. Dans le monde réel, cela devient encore plus compliqué, car il y a souvent des couches supplémentaires de densités et de relâchement variables dans les dunes qui peuvent altérer davantage les ondes sismiques.
Les chercheurs ont déplacé la source de signal sismique simulée et les sismomètres dans la simulation pour voir s'il y avait des emplacements qui causaient moins de cet effet de chambre d'écho bruyant. Ils ont trouvé que les positions au vent de la simple dune de barchan recevaient moins de bruit sismique. Ils ont également découvert que leur dune simulée était sensible à certaines fréquences d'ondes sismiques et pas à d'autres, ce qui suggère que les géomètres pourraient essayer différentes fréquences de signaux sismiques, car certains pourraient ne pas déclencher autant que d'autres l'écho dans les dunes.
Arran a déclaré que la prochaine étape consiste pour les scientifiques à aller sur le terrain et à tester ces idées. Il espère que la nouvelle étude donnera aux géomètres un point de départ pour rechercher un moyen idéal d'effectuer leurs levés sismiques.
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), une communauté de blogs sur les sciences de la Terre et de l'espace, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.