Un’indagine sismica viene utilizzata per indagare sulla struttura sotterranea della Terra ed è utilizzata principalmente per l’esplorazione di petrolio e gas. Questo metodo utilizza i principi della sismologia a riflessione per acquisire e interpretare i dati sismici, che consentono la stima della composizione della Terra. La tecnica è simile a quella utilizzata dalla tomografia assiale computerizzata (TAC), che prevede l’analisi delle onde sismiche che viaggiano attraverso la Terra.
Quando viene condotta un’indagine sismica, le onde sismiche sono generalmente generate dalla dinamite o da speciali vibratori montati su camion. Questi camion vibroseis, come sono conosciuti, vengono spesso utilizzati se l’uso della dinamite potrebbe causare gravi danni all’ambiente circostante, come ad esempio nelle aree cavernose. I camion utilizzano lamiere metalliche pesanti del peso di oltre 3 tonnellate (2.72 tonnellate metriche) che vengono poste a contatto con il suolo e che vengono poi colpite con pesanti martelli.
Quando le onde sismiche attraversano la Terra e incontrano materiali diversi, parte della loro energia viene riflessa dai confini tra i diversi strati mentre altre onde la attraversano. L’energia riflessa ritorna in superficie, dove la sua velocità e forza viene misurata da speciali rivelatori, detti geofoni. I geofoni convertono il movimento del suolo in segnali elettrici, che vengono poi digitalizzati dai sismometri. Questi segnali vengono poi elaborati dai computer; più complessa è la geologia dell’area studiata, maggiore è la potenza di calcolo richiesta per elaborare le enormi quantità di dati.
La velocità e la forza delle onde riflesse dipende dalla densità degli strati che incontrano. La roccia diventa più densa quanto più si trova nel sottosuolo, ma le sacche di gas e petrolio hanno una densità molto più bassa. Più il materiale è denso, più velocemente verranno riflesse le onde. Quando le onde sismiche incontrano materiali a densità inferiore, più della loro energia passa attraverso. Analizzando il tempo impiegato dalle onde per essere riflesse, i geologi possono costruire un’immagine accurata del sottosuolo utilizzando l’interpretazione sismica 3D.
Quando viene utilizzato nell’esplorazione di gas e petrolio, un’indagine sismica può rivelare sacche di materiale a bassa densità e la loro posizione. Ciò non garantisce necessariamente che queste tasche contengano petrolio o gas, poiché potrebbe indicare qualsiasi altro materiale a densità inferiore, come l’acqua. Anche così, l’ampia varietà e affidabilità dei dati raccolti è inestimabile e include la composizione e la solidità del suolo, la profondità del substrato roccioso e delle falde acquifere, la struttura rocciosa e molto altro. Queste informazioni hanno valore sia accademico che commerciale.
Oltre all’esplorazione di petrolio e gas, un’indagine sismica può essere utilizzata in altre applicazioni commerciali. Questi possono includere la ricerca di metalli e pietre preziosi, come oro alluvionale, diamanti o platino, o altre risorse, come ghiaia, sabbia e siti di cave. Le indagini sismiche sono utilizzate anche per aiutare a prevenire le fuoriuscite di petrolio rilevando la stabilità del terreno dove verranno costruiti gli oleodotti.