Geofisica: nuovo metodo per “accordare” le teorie su campo magnetico e gravità
In molti campi della scienza applicata, quali la geologia, vi sono spesso tensioni e disaccordi fra scienziati che si specializzano nelle analisi dei problemi attraveso l’uso di modelli matematici per descrivere insiemi di dati raccolti, e quelli che si basano su osservazioni e analisi empiriche. Una fonte comune di questi disaccordi nasce da applicazioni della geofisica – studi di variazioni di gravità o del campo magnetico terrestre – che utilizzano modelli che sono strettamente (da un punto di vista matematico) non univoci.
Ad esempio, utilizzando le teorie derivate dagli studi di Isaac Newton sull’attrazione gravitazionale, un geofisico che misura variazioni locali della accelerazione di gravità che sono prodotte dai contrasti nella densità delle rocce sulla superficie della Terra è in grado di calcolare matematicamente un insieme infinito di fonti valide (con diverse forme, profondità, e contrasti di densità), che spiegherebbe la differenza di gravità misurata (o anomalia). Questa non unicità della teoria porta molti geologi a concludere che tali informazioni geofisiche hanno un valore limitato, dato il numero infinito di possibili risposte corrette ai problemi numerici.
Nel numero di dicembre del 2011 GSA Today, Richard Saltus e Richard Blakely, due scienziati della US Geological Survey, con una vasta esperienza, usando la gravità e i modelli di campo magnetico per contribuire a migliorare la comprensione di una serie di problemi geologici, hanno illustrato numerosi esempi eccellenti di interpretazioni uniche che possono essere tratte da un modello “non univoco”. La motivazione della redazione di questo articolo è quella di migliorare la comunicazione tra i vari geologi per quanto riguarda la possibilità e i limiti dei dati sulla gravità e sul campo magnetico e dare importanti informazioni sulla geologia del sottosuolo di una zona o di una regione.
Questa barriera nella comunicazione è una questione importante, perché una grande quantità della nostra comprensione della geologia della Terra e dei pianeti è principalmente derivata da questi tipi di misurazioni geofisiche. Più in concreto, gli strumenti geofisici come la gravità e le misurazioni del campo magnetico sono utilizzati in minerali e idrocarburi, per cui l’utilizzo di questi metodi può aiutare lo sviluppo economico, individuando le risorse minerarie del sottosuolo in modo più efficiente che altre tecniche (come la perforazione e lo scavo).
Nel loro articolo, Saltus e Blakely sostengono un approccio olistico per gli studi geologici. Combinando le varie osservazioni, la serie infinita di soluzioni teoriche può essere ridotta fino a poche, o addirittura una, migliore interpretazione. I due scienziati hanno presentato una serie di esempi in cui questo approccio può risolvere con successo importanti questioni geologiche: uno dei migliori è l’analisi dei dati di anomalia magnetica dalla zona di Puget Sound, che permette una immagine dettagliata della zona di faglia attiva di Seattle.
