El método de elaboración de perfiles geológicos conocido como refracción sísmica mide el tiempo que les toma a las ondas o rayos sísmicos moverse a través del suelo, golpear el lecho rocoso y regresar a la superficie. Utilizado en geofísica, este método es más preciso cuando se cartografían profundidades de menos de 100 pies. Además de medir la profundidad del lecho rocoso, la refracción sísmica puede brindar información sobre la calidad y resistencia de la roca.
Las ondas sísmicas son un tipo de energía de fuerza que se mueve a través de la tierra. Estas ondas se pueden crear de forma natural, como en el caso de los terremotos, o mediante métodos artificiales, como las explosiones. Se pueden crear pequeñas ondas sísmicas disparando un tiro al suelo o dejando caer algo pesado al suelo. Si el suelo tiembla o vibra, es debido a una onda sísmica.
En la refracción sísmica, la energía se dispara a la tierra desde la superficie, generalmente mediante focos disparados con una escopeta, un peso arrojado al suelo, un pequeño explosivo o golpeando una placa con un martillo. Las olas se mueven hacia el suelo y luego se refractan lateralmente a lo largo del lecho rocoso antes de volver a la superficie. Una serie de geófonos dispuestos en línea recta a lo largo del área que se está probando registran las ondas cuando vuelven a llegar a la superficie.
Los geófonos son pequeños cilindros de metal que tienen una forma aproximada de batería, aunque vienen en diferentes tamaños. Dentro del cilindro hay una bobina que cuelga de un resorte. A cada lado de la bobina hay imanes. Cuando las ondas sísmicas provocan la vibración del suelo, la bobina se mueve a través del campo magnético y se puede medir la energía de la onda. Las computadoras se utilizan a menudo para analizar los datos recibidos de los geófonos, y se crean gráficos que trazan los tiempos de viaje en función de la distancia para calcular las velocidades.
Las velocidades brindan información sobre el tipo de material debajo de la superficie del suelo, ya que una onda se moverá a través de diferentes tipos de tierra a diferentes velocidades. Por ejemplo, una onda sísmica se moverá a través de la arcilla a una velocidad diferente a la que se movería a través de la arena. Es por eso que los geofísicos pueden recopilar información sobre los materiales entre la superficie y el lecho de roca.
La refracción sísmica no debe confundirse con la reflexión sísmica. Aunque la reflexión sísmica utiliza muchos de los mismos métodos de prueba, recopila imágenes del lecho rocoso por las olas simplemente rebotando, o reflejándose, en el lecho rocoso en lugar de dispersarse en diferentes ángulos. A diferencia de la refracción sísmica, la reflexión sísmica no puede proporcionar información sobre el espesor del material o la velocidad de los rayos. Se utiliza mejor en entornos marinos donde la refracción sísmica no es confiable.