Un preliminare essenziale alla costruzione e all'estrazione di risorse è lo studio della struttura geologica del sito. Uno dei passaggi di questo processo è l'indagine geofisica. Ciò fornisce una panoramica continua degli orizzonti geologici piuttosto che solo dati sui punti:i pozzi. I metodi standard della geofisica aiutano a risolvere con successo questo problema in condizioni relativamente semplici. Tuttavia, i metodi classici a corrente continua possono portare a gravi imprecisioni se dobbiamo indagare su strutture geologicamente complesse con strati sottili di terreni sabbiosi e argillosi.

Tra i metodi più diffusi nel rilevamento geoelettrico c'è la tomografia a resistività elettrica (ERT). Si tratta di un metodo geofisico per l'imaging delle strutture del sottosuolo mediante misurazioni della resistività elettrica effettuate in superficie o in pozzi. Consente ai geologi di "vedere" varie formazioni rocciose in quanto hanno resistività diverse. Tuttavia, la tomografia a resistività elettrica può anche causare gravi imprecisioni nella misurazione dello spessore dello strato geologico, e quindi portare ad un notevole aumento dei valori.

"Errori nella stima delle proprietà elettriche dei terreni possono portare a errori nella costruzione dei pali e ad altri problemi durante la costruzione. Quando esploriamo il deposito delle sabbie, tali errori possono portare a dati errati sulle riserve di sabbia. Non sai mai cosa c'è sotto la superficie terrestre. Se interpretiamo i nostri dati seguendo solo un approccio formale è un'enorme possibilità di avere errori, " disse Arsenij Shlykov, il primo autore della ricerca, dottorato di ricerca e ricercatore senior presso l'Istituto di Scienze della Terra dell'Università di San Pietroburgo.

La tomografia a resistività elettrica (ERT) non è l'unico metodo per studiare il sottosuolo terrestre. Un metodo radiomagnetotellurico (RMT) relativamente nuovo è stato sviluppato dai geofisici dell'Università di San Pietroburgo e dai loro colleghi presso:l'Istituto di geofisica e meteorologia (IGM), l'Università di Colonia (Germania); e Istituto indiano di tecnologia Kharagpur (IIT Kharagpur). Utilizza il campo elettromagnetico di trasmettitori radio remoti, e fornisce informazioni sul sottosuolo a profondità da 1 a 30-50 metri. Se utilizziamo il radiomagnetotellurico a sorgente controllata (CSRMT), possiamo studiare il sottosuolo fino a 100—150 metri.

"Se usiamo entrambi i metodi in un sito con una sezione geoelettrica complicata, possiamo ottenere risultati diversi. È perché la struttura significativamente diversa del campo elettromagnetico utilizzata nei metodi CSRMT ed ERT. Ma l'inversione congiunta dei dati CSRMT ed ERT consente di utilizzare i vantaggi di entrambi i metodi e ottenere risultati più accurati. Questo è il motivo per cui avevamo bisogno di un algoritmo per unirli, " disse Arsenij Shlykov.

L'esperimento sul campo è stato condotto nel sito di prova sul campo dell'Università statale di Mosca Lomonosov, che si trova nell'insediamento di Aleksandrovka nella regione di Kaluga. Il team internazionale di geofisici ha confrontato i risultati ottenuti utilizzando entrambi i metodi e ha interpretato i dati ottenuti sia separatamente che congiuntamente. I dati ottenuti utilizzando l'algoritmo di nuova concezione erano i più vicini ai dati del pozzo.

"L'algoritmo di nuova concezione è un ulteriore passo avanti per garantire una maggiore precisione dell'esplorazione geofisica. Questo algoritmo funziona all'interno di un modello anisotropico della Terra a una dimensione orizzontalmente stratificato verticalmente. I modelli unidimensionali sono i più semplici. Rappresentano il sottosuolo come un soffio torta di pasta con più strati orizzontali Le proprietà delle rocce in tali modelli possono cambiare solo in una direzione, cioè verso il basso. Ecco perché tali modelli sono chiamati unidimensionali. Ovviamente, il mezzo geologico è più complesso. Stiamo progettando di continuare a sviluppare l'algoritmo per poterlo utilizzare con modelli geologici bi e tridimensionali. I modelli bidimensionali rappresentano cambiamenti sia verticali che laterali. Eppure i cambiamenti laterali sono anche in una sola direzione. I modelli tridimensionali sono i più complessi e vicini a quelli che abbiamo nella vita reale. Tuttavia, l'utilizzo di modelli tridimensionali non è un compito facile. È piuttosto dispendioso in termini di risorse e tempo, " disse Arsenij Shlykov.