Manyetotellürik Yöntemide Sonlu Farklar Metodu İle İki Boyutlu Modelleme

Abstract

Jeofizikte doğal kaynaklı elektromanyetik yöntemlerden biride Manyetotellürik yöntemdir. Yer içinde bulunan doğal akımları kullanarak yer kabuğu ve üst mantonun elektriksel yapısı hakkında bilgi edinilebilir. Geniş bir frekans (– Hz) aralığında çalışan Manyetotellürik yöntem, yüksek frekanslar ile sığ kesimleri, alçak frekanslar ile derin kesimleri inceleyerek farklı araştırma alanlarında çalışmayı mümkün kılar. Manyetotellürik yöntemde iki ayrı mod tanımlanır. İlki elektrik alanının jeolojik doğrultuya paralel olduğu TE (Trasverse Electric) modu, diğeri ise manyetik alanın jeolojik doğrultuya paralel olduğu TM (Transverse Magnetic) modu. Her iki mod doğaları gereği yeraltındaki farklı elektriksel yapıları diğerine göre daha iyi çözümler. TE modu yeraltındaki iletken yapıların bulunmasında hassasiyet gösterirken TM modu ise dirençli yapılara karşı daha hassastır. Bu iki modun temel farklılıkları incelenen alanlardan farklı sonuçlar elde edilmesini sağlar. Bu fark bu çalışma kapsamında incelenmiştir. Bu tez kapsamında MT yönteminde sonlu farklar tekniği kullanılarak iki boyutlu düz çözüm yapan bir algoritma MATLAB programlama dili kulanılarak geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritma analitik çözüm ile karşılaştırılarak test edilmiştir. Daha sonra algoritma farklı iki boyutlu özdirenç modelleri ile denenmiştir. Bu denemelerde TE ve TM modu görünür özdirenç ve faz eğrilerinin davranışı incelenmiştir.

Magnetotellurics is one of the electromagnetic methods in geophysics that uses natural electromagnetic fields. By using the naturally occurring current inside the earth, information about crust and upper mantle can be investigated. Due to using a wide frequency band (– Hz), investigation of shallow zones with high frequencies and deep zones with low frequencies for different research area are made possible. There are two modes defined in Magnetotelluric method. First one is the TE mode where electrical field is perpendicular to the geological direction; the other one is the TM mode where magnetic field is perpendicular to the geological direction. Both of the modes resolves different electrical structures better than each other cause of their nature. While TE mode sensitive for finding conductive underground structures, on the other hand TM mode is better at finding resistant structures. This basic difference of these two modes enables to gather different information from study areas. This difference is investigated during the course of this study. The scope of this thesis is two dimensional forward modeling algorithm has been developed with MATLAB programming language using finite difference method. The developed algorithm was tested by comparing with the analytical solution. Afterwards algorithm was tested with different two dimensional resistivity models. In these tests the behavior of the apparent resistiviy and phase curves investigated for TE and TM modes.