بررسی ساختار‌های درونی و تعیین نوع یخچال با استفاده از رادار نفوذی به زمین (GPR) : مطالعه موردی یخچال علم‌کوه مازندران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

4 دانشجوی دکترا، مؤسسه تحقیقات آب، پژوهشکده منابع آب، تهران، ایران

چکیده

طی سال‌های گذشته روش رادار نفوذی به زمین (GPR) برای بررسی ساختار‌های سطحی و درونی یخچال‌ها، به‌طور چشمگیری مورد استفاده قرار گرفته است. این روش ژئوفیزیکی با استفاده از تباین در گذردهی الکتریکی یخ، هوا، واریزه و آب، ساختار‌های مختلف یخچال را نمایش می‌دهد. در این پژوهش نتایج سه پروفیل برداشت شده GPR در خرداد 1391، با استفاده از آنتن غیرپوششی 25 مگاهرتز روی یخچال علم‌کوه واقع در مازندران، شهرستان کلاردشت، مورد پردازش و تفسیر قرار گرفته است. به منظور حذف اثر بازتاب‌های ناخواسته با فرکانس کم  روی بازتاب‌های با فرکانس بالا  روی تمامی مقاطع GPR، از فیلتر Dewow و همچنین از تابع بهره (Gain function) برای تقویت سیگنال‌ها، به‌ویژه در زمان‌های پایانی استفاده شده است. با توجه به توپوگرافی نسبتاً پیچیده منطقه مورد مطالعه، تصحیح توپوگرافی روی داده‌ها اعمال و نتایج داده‌های بدون تصحیح با داده‌هایی که تصحیح توپوگرافی  روی آنها اعمال شده است، مقایسه شد و بدین ترتیب اهمیت تصحیح توپوگرافی روی داده‌های GPR مورد بررسی قرار گرفته است. مورن‌های سطحی این منطقه  به طور عموم گرانیت دانه‌ریز و سنگ بستر گرانیت است. قطبیت نشانگر یخ-‎ سنگ‌بستر روی ردهای پروفیل‌های GPR به‌طور کامل آشکارا قابل مشاهده است. همچنین نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که تنها با استفاده از روش GPR شناسایی مناطق معتدل و سرد یخ، نوع یخچال که از نوع چند‌دمایی است و همچنین گودال‌های سطح و توپوگرافی بستر یخچال با موفقیت امکان‌پذیر بوده است. در این پژوهش مقاوم بودن یخچال از نظر الکتریکی سبب ژرفای نفوذ بالای امواج GPR شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the internal Structures and Determination of the Type of the Glacier using the Ground Penetrating Radar (GPR) Method: A Case Study – Alam Kuh Glacier, Mazandaran Province

نویسندگان [English]

  • S Parnow 1
  • A Kamkar Rouhani 2
  • A.R Arab Amiri 3
  • N Karimi 4
1 M. Sc. Student, Faculty of Mining, Petroleum, and Geophysics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Mining, Petroleum, and Geophysics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Mining, Petroleum, and Geophysics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
4 Ph.D. Students, Water Research Institute, Water Resources Research,Tehran, Iran
چکیده [English]

The method of ground penetrating radar (GPR) has increasingly been used for investigation of surface and internal structures of glaciers within the last few decades. This geophysical method distinguishes different structures of glaciers considering the existence of electrical permittivity contrast between ice, air, sediment debris and water in the glaciers. In this research, the GPR acquired data using unshielded antenna with central frequency of 25 MHz along 3 lines in Alam kuh glacier, Kelardasht, Mazandaran, in June 2012, have been processed and interpreted. In order to remove the effect of low-frequency unwanted reflections overlain on high-frequency reflections from all GPR sections, we have used dewow filter. Moreover, we have used gain function for signal enhancement, especially in late times of the GPR data acquisition. Considering the coarse topography of the study area, we have also applied topography correction on the data, and then, the obtained results have been compared with the obtained results without topography correction to demonstrate the importance of topography correction on GPR data. Moraine materials, covered the surface of the area, are mainly fine-grained granite. The bed rock or basement in the area is also granite. The polarity representing ice-bed rock is clearly seen on the GPR profiles. Furthermore, the results of this research indicate that recognition of moderate and cold ice areas in the glacier, type of the glacier (Multi-thermal), holes and topography of the glacier basement has successfully been possible using only the GPR method. The electrical resistive nature of the glacier has caused large depth of penetration of GPR waves in this research work.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ground Penetrating Rradar (GPR)
  • Alamkooh Glacier
  • Moderate Ice
  • Cold Ice
  • Multi-Thermal Glacier