Seismic Tomography: 

La tomografia sismica è una tecnica di imaging che usa le onde sismiche generate dai terremoti o esplosioni, mirata alla creazione di immagini bi o tridimensionali dell'interno della Terra. Questo è il processo utilizzato dalla comunità sismologica al fine di studiare l'inerno del nostro pianeta. Ma come avviene???

Il tempo impiegato da un'onda sismica ad arrivare alla stazione sismologica, può essere utilizzato per calcolare la velocità lungo il raggio sismico. Utilizzando i primi arrivi di onde P registrati in stazioni sismiche di tutto il mondo, è possibile definire zone a maggiore o minore velocità delle onde all'interno della Terra. 

In questa animazione è stato semplificato il concetto, utilizzando un modello di Terra a densità omogenea, con una regione a bassa velocità circolare ipotizzabile come una camera magmatica.  Come si vede attraverso l'osservazione di diversi tempi di arrivo è possibile ricostruire la struttura del sottosuolo, individuando la zona omogenea e la zona a bassa velocità. 

 

 

 

La Tomografi sismica è spesso comparata con la CAT (Computed Axial Tomography) utilizzazta nel campo medico. La CAT utilizza una procedura computerizzata per la definizione di modelli 3D, a partire da immagini 2D realizzate ai raggi X.

 

L'idea base della CAT è questa: una sorgente di energia manda un fascio di raggi X (radiazioni elettromagnetiche) che sono catturate da un computer successivamente al passaggio all'interno del corpo. La scansione viene effettuata variando l'angolo di illuminazione del fascio di raggi X, questo permette di realizzare immagini 3D. I risultati sono forniti dal fatto che i raggi X risultano essere sottoposti a fenomeni di assorbimento di differente entità a seconda della tipologia di materiale che attraversano. Questo fenomeno fornisce immagini a zone più o meno attenuate a seconda dei materiali incontrati, che sono correlabili in campo medico per lo studio del corpo. 

A differenza della tomografia sismica, la CAT non si basa su tempi di percorso dei segnali, bensì sulla loro attenuazione. La tomografia sismica trova molte difficoltà rispetto alla CAT in quanto i raggi sono sottoposti a curvatura e la sogente di energia non è nota nella posizione e nella sua entità.

La conoscenza della velocità delle onde sismiche all'interno della Terra ci permette di trarre importanti conclusioni sulla composizione del nostro pianeta, in quanto la velocità delle onde è fortemente relazionata alla composizione ed allo stato fisico del materiale attraversato.

     (formula 1-velocità onde P  )

                (formula 2-velocità onde S)

 Come si vede dalle formule (1 e 2) la velocità delle onde (P ed S) è relazionata alla densità ed ai parametri elastici (legati alla densità). Possiamo quindi trarre informazioni sullos tato chimico-fisico della zona analizzata dalla velocità di transito delle onde sismiche in questa.

Acknowledgements: 

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