En viktig förberedelse för byggnad och konstruktion eller resursutvinning är att studera platsens geologiska struktur. Ett av stegen i denna process är geofysisk undersökning. Detta ger en kontinuerlig översikt över de geologiska horisonterna snarare än bara data om punkter:borrhål. Geofysikens standardmetoder hjälper till att framgångsrikt lösa detta problem under jämförelsevis enkla förhållanden. Ändå kan de klassiska likströmsmetoderna leda till allvarliga felaktigheter om vi måste undersöka geologiskt komplexa strukturer med tunna lager av sand- och lerjordar.

Bland de mest populära metoderna inom geoelektrisk undersökning är elektrisk resistivitetstomografi (ERT). Det är en geofysisk metod för att avbilda strukturer under ytan genom elektriska resistivitetsmätningar gjorda på ytan eller i borrhål. Det tillåter geologer att "se" olika bergformationer eftersom de har olika resistivitet. Ändå kan den elektriska resistivitetstomografin också resultera i allvarliga felaktigheter vid mätning av geologisk lagertjocklek, och därför leda till en avsevärd värdeökning.

"Fel vid uppskattning av jordarnas elektriska egenskaper kan leda till misstag i pålkonstruktionen och andra problem under byggandet. När vi undersöker avsättningen av sanden, sådana fel kan leda till felaktiga uppgifter om sandreserver. Man vet aldrig vad som finns under jordens yta. Om vi ​​tolkar våra uppgifter endast enligt ett formellt tillvägagångssätt är det en stor chans att ha misstag, sade Arseny Shlykov, den första författaren till forskningen, Ph.D. och senior forskare vid Institutet för geovetenskaper vid St Petersburg University .

Elektrisk resistivitetstomografi (ERT) är inte den enda metoden för att undersöka jordens underyta. En relativt ny radiomagnetotellurisk (RMT) metod utvecklas av geofysiker vid St Petersburg University och deras kollegor vid:Institute of Geophysics and Meteorology (IGM), universitetet i Köln (Tyskland); och Indian Institute of Technology Kharagpur (IIT Kharagpur). Den använder elektromagnetiska fält från fjärranslutna radiosändare, och ger information om underytan till djup från 1 till 30-50 meter. Om vi ​​använder radiomagnetotelluric med kontrollerad källa (CSRMT), vi kan studera underytan ner till 100—150 meter.

"Om vi ​​använder båda metoderna på en plats med komplicerad geoelektrisk sektion, vi kan få olika resultat. Det beror på att strukturen av det elektromagnetiska fältet som används i CSRMT- och ERT-metoder är mycket annorlunda. Men den gemensamma inverteringen av CSRMT- och ERT-data gör det möjligt att använda fördelarna med båda metoderna och få mer exakta resultat. Detta är anledningen till att vi behövde en algoritm för att gå med dem, " sa Arseny Shlykov.

Fältexperimentet utfördes på fälttestplatsen vid Lomonosov Moscow State University som ligger i bosättningen Aleksandrovka i Kaluga-regionen. Det internationella teamet av geofysiker jämförde de erhållna resultaten med båda metoderna och tolkade erhållna data både separat och gemensamt. Data som erhölls med den nyutvecklade algoritmen var närmast borrhålsdata.

"Den nyutvecklade algoritmen är ytterligare ett steg framåt för att säkerställa mer noggrannhet i geofysisk utforskning. Denna algoritm fungerar inom en endimensionell horisontellt skiktad vertikalt anisotropisk modell av jorden. De endimensionella modellerna är enklast. De representerar underytan som en puff konditorivaror med flera horisontella lager. Stenarnas egenskaper i sådana modeller kan bara ändras i en riktning, dvs nedåt. Det är därför sådana modeller kallas endimensionella. Självklart, de geologiska medierna är mer komplexa. Vi planerar att fortsätta utveckla algoritmen för att kunna använda den med två- och tredimensionella geologiska modeller. Tvådimensionella modeller representerar både vertikala och laterala förändringar. Ändå är de laterala förändringarna också endast i en riktning. Tredimensionella modeller är mest komplexa och nära det vi har i verkligheten. Ändå är det ingen lätt uppgift att använda tredimensionella modeller. Det är ganska resurskrävande och tidskrävande, " sa Arseny Shlykov.