Los profesores de la Universidad Estatal de Oklahoma describen la creación del primer programa de licenciatura en geofísica de la escuela y la realización de un proyecto de adquisición de campo para su nuevo curso de Geofísica ambiental que incluía que los estudiantes recopilaran datos de pulso EKKO GPR de baja frecuencia central sobre una falla sospechosa.
Por Camelia C. Knapp, Ahmed Ismail y James H. Knapp
En respuesta a nuestra disciplina de Geociencia en evolución y la transición energética global, la Escuela de Geología Boone Pickens (BPSoG) en la Universidad Estatal de Oklahoma (OSU) ha diversificado y ampliado recientemente nuestras opciones de licenciatura en Ciencias (BS). Sobre la base de más de 70 años de un programa de licenciatura en geología centrado en la geología del petróleo, con graduados tan notables como T. Boone Pickens, hemos lanzado nuevos títulos de licenciatura en geofísica (2021) y geociencia ambiental (2022), así como concentraciones en Geología Ambiental, Pre-Derecho, Certificación de Educación Secundaria y Geología del Petróleo en nuestra Licenciatura en Geología tradicional (2018).
Junto a estos nuevos programas de grado hay nuevos cursos prácticos basados en el campo, que incluyen Geofísica ambiental, para estudiantes de pregrado y posgrado de nivel superior. Dres. Camelia Knapp y Ahmed Ismail co-enseñan este curso, que incluye instrucción en radar de penetración terrestre (GPR), refracción sísmica, análisis multicanal de ondas superficiales (MASW), resistividad eléctrica, potencial espontáneo, gravedad y métodos magnéticos. El BPSoG se basó en un sistema pulseEKKO 100 anterior al comprar el sistema pulseEKKO PRO con antenas de frecuencia central de 25, 50, 100 y 200 MHz. Ampliar el rango de frecuencia de las antenas permite utilizar el sistema para más aplicaciones geológicas, hidrológicas y medioambientales.
Además, hemos incorporado la investigación científica basada en los estudiantes en nuestro nuevo plan de estudios de geofísica, aprovechando los problemas locales de interés geológico del subsuelo e involucrando activamente a los estudiantes en la investigación de pregrado. En el otoño de 2022, 22 estudiantes se inscribieron en Geofísica Ambiental, junto con voluntarios interesados. (Figura 1), participó en la integración de estas técnicas geofísicas para un proyecto de clase.
El objetivo de la investigación era un escarpe de 4 km de largo con una variación topográfica de entre 15 y 20 metros a lo largo del drenaje del río Cimarron en el suroeste del condado de Payne, Oklahoma, llamado provisionalmente Coyle Escarpment. (Figura 2), que puede representar una falla no reconocida. Esta ubicación proporcionó un objetivo científico intrigante cerca del campus de OSU, accesible en propiedad pública a lo largo de las carreteras del condado.
El sistema pulseEKKO PRO GPR se utilizó junto con métodos de refracción sísmica, MASW y resistividad eléctrica para caracterizar la geometría de la estratigrafía del subsuelo con respecto a la topografía de la superficie. La actividad sísmica ha sido común en el condado de Payne durante la última década, y previamente se reconocieron en la región fallas de tipo WE a partir de estudios del subsuelo. El objetivo de los estudiantes era evaluar el origen de esta característica topográfica como estructural, erosiva o alguna combinación de las mismas.
La adquisición de datos GPR consistió en dos perfiles de 723 m coubicados con antenas de frecuencia central de 50 y 100 MHz (Figura 3). Estos perfiles fueron fácilmente adquiridos por los estudiantes y las técnicas geofísicas utilizadas proporcionaron las únicas imágenes gráficas de la geometría de los límites estratigráficos del subsuelo a lo largo del escarpe.
Además, se recopilaron perfiles de punto medio común (CMP) a lo largo del transecto (Figura 4) con las antenas de 50 MHz, utilizadas para determinar la velocidad electromagnética en ~0.116 m/ns.
Al momento de escribir este artículo, el análisis y la interpretación de los datos están en curso, pero los estudiantes involucrados en el proyecto claramente se beneficiaron de la experiencia práctica de abordar un problema del mundo real. Tenemos la intención de integrar estas técnicas geofísicas en un curso de campo de geofísica de verano en nuestra estación de campo de OSU en Cañon City, Colorado, como la experiencia final para nuestras especializaciones en geofísica.
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