NOÇÕES DE GEOFÍSICA

            Geofísica é o estudo da Terra quando medidas físicas são tomada na sua superfície. Nem sempre é fácil estabelecer uma fronteira entre a Geologia e a Geofísica.  A diferença feca, primáriamente no tipo de dados com os quais se manipula.

            Geologia envolve o estudo da Terra atrvés de observações diretas de rochas que estão expostas na superfície ou daquelas retiradas de poços perfurados com esta finalidade e a conseqüente dedução de sua estrutura , composição e história geológica pela análise de tais observações.

            A Geofísica, por outro lado, envolve o estudo daquelas partes profundas da Terra que não podemos ver através de observações diretas, medindo suas propriedades físicas com instrumentos sofisticados e apropriados, geralmente colocados na superfície. Também inclui a interpretação desas medidas para se obter informações úteis sobre a estrutura e sobre a composição daquelas zonas inacessíveis de grandes profundidades.

            A distinção entre estas duas linhas de ciências da Terra não é muito bem percebida. Perfís de Poços, por exemplo, são largamente usados em estudos geológicos, embora eles apresentem resultados meramente obtidos em oservações  instrumentais. O termo “Geofísica de Poço” geralmente é usado para designar tais medições.

            De uma maneira geral, a Geofísica fornece as ferramentas para o estudo da estrutura e composição do interior da Terra. Quase tudo o que se conhece sobre a Terra, abaixo de limitadas profundidades que os poços e minas subtrrâneas atingem, provém de observações geofísicas. A existência e as propriedades da crosta terrestre, do manto e do núcleo foram basicamente determinadas através de ondas sísmicas geradas por terremotos, assim como por medições das propriedades gravitacionais, magnéticas e térmicas da Terra.

            Muitas das ferramentas e técnicas desenvolvidas para tais estudos têm sido usadas na exploração de hidrocarbonetos e de minérios. Ao mesmo tempo, os métodos geofísicos usados nasaplicações de prospecção têm sido aplicados em pesquisas mais acadêmicas sobre a natureza do interior do nosso Planeta.

            Dentre os diversos métodos geofísicos utilizados para a prospecção e pesquisa, os principais são:

- Gravitacional

            Mede as variações do campo gravitracional terrestre provocadas pelos corpos rochosos dentro da crosta até poucos quilômetros de profundidade. Estas variações são influenciadas pelas diferentes densidades das rochas. As  mais densas são as que normalmente causam maior influência no campo gravitacional. Assim, um mesmo corpo (massa constante) irá mostrar pesos diferentes para diferentes locais, se as rochas sujacentes tiverem densidades diferentes. Entretanto, estas variações são de uma magnitude muito pequena, podendo apenas serem qualificadas por aparelhos especiais, denominados gravímetros.

- Magnético

            Este método mede as variações do campo magnético da Terra, atribuidas a variações na estrutura da crosta ou na suscetibilidade magnética de certas rochas próximo à superfície. Emprega-se este método na prospecção de materiais magnéticos, como minérios de ferro, principalmete a magnetita.

- Elétricos

            Os métodos elétricos fazem uso de uma grande variedade de técnicas, cada uma delas baseada nas diferentes propriedades elétricas e características dos materiais que compõem a crosta terrestre. Dentre os métodos mais comumente utilizados, temos:

            Resistividade - método que fornece informações sobre corpos rochosos que tenham condutividade elétrica anômala. É empregado pela engenharia para estudos de salinidade dos lençóis de águas subterrâneas.

            Potencial Espontâneo - usado para detectar a presença de certos minerais que reagem com eletrólitos na superfície de maneira a gerar potenciais eletroquímicos. Um corpo de sulfeto, oxidado mais no seu topo do que na sua base, dará origem a tais correntes elétricas, que são detectadas na superfície com auxílio de eletrodos e galvanômetros.

            Potencial Induzido - permite fornecer leituras dignósticas de onde existem trocas iônicas na superfície de grãos metálicos, tal como acontece nos sulfetos.

            Magnetotelúrico - usa como fonte correntes elétricas naturais que são geradas na alta atmosfera. Os campos elétrico e magnético produzidos por estas correntes são alterados conforme as propriedades eletromagnéticas das rochas pesquisadas. É bastante empregado na Rússia, no mapeamento de bacias sedimentares, quando do início de uma prospecção para encontrar petróleo.

- Elétromagnético

            Como o nome sugere, este método baseia-se na propagação de campos eletromagnéticos de baixas freqüências que variam ao longo do tempo, de dentro para fora e de fora para dentro da Terra. Este método émais comumente usado na prospecção mineral.

- Sísmicos

            São os métodos que baseiam-se na emissão de ondas sísmicas artificiais, em sub-suparfície ou no mar, normalmente geradas por explosivos, ar comprimido, queda de pesos ou de vibradores. Tais ondas, através de sofisticados equipamentos, têm seus “ecos” captados. Após terem percorrido determinada distância no interior da crosta terrestre, terem sofrido reflexos e refração, êles são armazenados para posteriores análises em laboratório. Deve-se, assim, considerar a existência de dois tipos de métodos sísmicos, que sâo:

            Sísmica de Reflexão - neste método, observa-se o comportamento das ondas sísmicas, após penetrarem na crosta, serem refletidas em contatos de duas camadas de diferentes propriedades elásticas e retornarem à superfície, sendo, então, detectadas por sensores (Geofones ou Hidrofones). É o principal método usado na prospecção de hidrocarbonetos (petróleo e gás), por oferecer maiores níveis de detalhes da crosta, bem como das propriedades físicas das camadas que a compõem.

            Sísmica de Refração - método pelo qual as ondas sísmicas propagam-se em subsuperfície e após percorrerem grandes distâncias são captadas por geofones ou hidrofones. As informações obtidas por este método geralmente são de áreas em grande escala, trazendo informações pouco detalhadas das regiões abaixo da superfície, situadas entre o ponto de detonação e onto de captação.

- Radiativo

            Este método baseia-se nas propriedades radioativas de certos minérios, tais como, por exemplo, os minerais de urânio. Através de aparelhos especiais, tais como os contadores geiger e dos cintilômetros, estes minérios podem ser detectados a partir da superfície da Terra.

- Perfilagem de Poços

            Os perfís de poços são usados principalmente na prospecção de petróleo e de água subterrânea. Eles têm sempre como objetivo principal, adeterminação da profundidade e a estimativa do volume da jazida de hidrocarboneto ou do aquífero.

            Para fazer um perfilagem em um poço, são usadas diversas ferramentas (sensores) acoplados a sofisticados aparelhos eletrônicos. Estes sensores são introduzidos poço adentro, registrando, acada profundidade, as diversas informações relativas às características físicas das rochas e dos fluídos em seus insterstícios (poros).

            As ferramentas utilizam diversas características e propriedades das rochas, que podem ser elétricas, nucleares ou acústics.

Com sensores elètricos, detecta-se, por exemplo, a resistividade das rochas e a identificação das mesmas se dá através de comparações dos valores obtidos na perfilagem com valores das resistividades de diversas rochas conhecidas e determinadas em testes de laboratório.

Com os sensores nucleares, detecta-se a intensidade de readiotividade das rochas e dos fluídos em seus poros, podendo-se inferir a composição mineralógica das mesmas.

Com os sensores acústicos, ultra-sons são emitidos em  uma ponta de ferramenta a intervalos regulares e detectados em sensores (hidorfones) em outra ponta. O tempo que o sinal sonoro levou para percorrer esta distância fixa e conhecida (chamado de tempo de trânsito) através da parede do poço ( ou seja, pela rocha), é medido e gravado no perfil. O Geofísico, mais tarde, compara estes tempos de trânsito com os tempos determinados em laboratório para rochas de composições conhecidas, inferindo, desta maneira, as composições mineralógics das rochas atravessadas pelo poço e determinando suas propriedades.