R I L I E V O S P E R I M E N T A L E G R A V I M E T R I C O - M A G N E T I C O N E L L ' A V A M P A E S E D E I C O L L I E U G A N E I

CARLO MORELLI

P A R T E II - Misure magnetiche

10. Generalità. — Proseguendo nelle r icerche volte a studiare i metodi ed i criteri più opportuni per uno studio geofisico sistematico dell'avampaese dei Colli Euganei, ad opera dell'Istituto di Geodesia e Geofisica dell'Università di Padova diretto dal prof. Giovanni Silva, dopo l'esecuzione delle misure gravimetriche ed eotvossiane ( 1 3 ) si trattava di studiare i metodi magnetici più idonei e le modalità di impiego.

In corrispondenza e ad estensione della rete di stazioni eotvos-siane e gravimetriche, venne perciò deciso di eseguire una rete di stazioni magnetiche, mediante variometri nella componente verticale Z e nella componente orizzontale II. Le due componenti vennero im-piegate sia per deteminare praticamente quale maggiore apporto alla conoscenza del campo perturbante si potesse così ricavare, sia per stu-diare meglio su base sperimentale le correlazioni fra anomalie gravi-tazionali e magnetiche per quanto possibile anche secondo le idee già esposte in teoria dallo scrivente (1 4) .

Gli strumenti adoperati sono stati : due bilance magnetiche Ruska, n. di matricola 2988 e 2525,

con equipaggio per la Z n. 200 215 e per II n. 16 25, ricevute in conto E . R . P . dall'Istituto di Geodesia e Geofisica dell'Università di Padova ;

una bilancia magnetica Askania, n. 363833, con equipaggio per la II n. 2 5 9 / 2 7 3 , di proprietà della Sezione Geofisica dell'Ufficio Geo-logico (per cortesia del dott. G. Tribalto) ;

un magnetografo Ruska per la Z, n. di matricola 3333, equi-paggio il. 1 8 6 / 1 9 2 , ricevuto in conto E . R . P . dall'Osservatorio Geofi-sico di Trieste.

Secondo quanto più avanti esposto (§ 12), le due bilance Ruska sono state adoperate per le. operazioni di campagna ; le altre due in-vece per la determinazione della variazione diurna.

Le operazioni di campagna sono state eseguite nei giorni 16-19

ABANO T E R M E

C A 5 A I S E R U G 0

BATTAGLI»

•BOVOLENT*

F i g . 1 9 - I s o a n o m a l e d e l l a c o m p o n e n t e v e r t i c a l e ( e q u i d i s t a n z a 1 0 y )

stazioni magnetiche 1951

numerazione t

stazioni eotvossiane 1913 - H

' gravimetriche-eótvòss. 1950

stazione base

1

y PIOVE DK SACCO

f -\ # PIOVE 01 SACCO

F i g . 2 0 - I s o n n o m a l e d e l l a c o m p o n e n t e o r i z z o n t a l e ( e q u i d i s t a n z a 1 0 7 )

O stazioni magnetiche 1951

numerazione.

10 stazioni eòlvossiane 1913 -14

20 . " gravimetriche-eotvoss. 1950

A stazione base

3 5 8 CARLO M O R E L L I

marzo 1951; di questi, il giorno 16 e la mattinata del 17 sono stati impiegati per la rettifica e taratura degli strumenti (§ 11). Ci limi-tiamo ad esporre in sintesi i risultati ottenuti, r imandando per i par-ticolari della teoria e della pratica a quanto esposto in (1 5) .

11. Taratura e rettifica degli strumenti. — Si riassume come segue :

a) Controllo del segno delle letture: effettuato mediante i ma-gneti ausiliari.

1>) Costanti di scala: determinate mediante la bobina di Helm-holz; ne sono risultati i seguenti valori :

Ruska H : 9 ,64 y / d i v . » Z : 9 ,90 » »

Askania H : 5,29 » » Magnetografo Z ( Ruska) : 9,73 » » = 9,70 y / m m .

e) Coefficienti di temperatura: determinati con l'ausilio delle camicie termiche di produzione Ruska, facendo variare la temperatu-ra fra 11 °C e 29 °C; sono risultati praticamente trascurabili.

P e r il termografo che correda il magnetografo Ruska, lo sposta-mento è risultato di 2,16 ° C / m m .

dì Errori di livellamento. P e r lo spostamento della bolla di una particella, sono risultati i seguenti errori di livellamento:

S t r u m e n t o L i v e l l a li )I1gÌtU(l. L i v e l l a t r a s v e r s .

R u s k a 11 3 , 5 V 1 Y

» Z 2 , 5 » 3 »

A s k a n i a II 1 0 » 2 »

P e r le due bilance Ruska è quindi necessario mantenere le livelle (rettificate!) centrate almeno entro mezza particella, con particolare ri-guardo a quella longitudinale. Nella bilancia Askania, che era stata portata alla sensibilità massima, la livella longitudinale doveva esser mantenuta centrata entro un decimo di particella.

12. Variazione diurna. — Data la ben nota importanza ( l n ) di tener conto della variazione diurna degli elementi osservati, in località cen-trale rispetto alla zona da rilevare, e precisamente in prossimità della stazione base (n. 12 ; v. fig. 19; e anche (1 3) , fig. 1), sono stati sistemati

RILIEVO S P E R I M E N T A L E C R A V I M E T R I C O - M A C N E T I C O ECC. 359

in posizione fissa (e non perturbata da linee elettriche o altro) due strumenti destinati tino alla determinazione della variazione diurna della Z, l 'altro della II.

11 primo è un magnetografo Ruska, in cui la registrazione fotogra-fica avviene su lastra 6,5 X 9 cm, sistemata all'estremità di un lungo tulio a tenuta di luce, in maniera da consentire la registrazione anche

Fig. 17 - A ariazione diurna della 7, registrala dal magnetografo Ruska (e prova per la temperatura)

alla luce diurna. La lastra è spostata da un sistema di orologeria alla velocità di 0,5 c m / o r a , e sulla stessa (oltre alla linea di riferimento che funziona anche da marca-tempo) è registrata anche la temperatu-ra (v. fig. 17). Un apposito vetrino inciso facilita poi le letture.

Non disponendo di altro registratore, la variazione diurna della II è stata determinata per lettura diretta, in media ogni 15 minuti, alla bilancia magnetica Askania lasciata in posizione fissa e sempre mantenuta con le livelle centrate. Un esempio di variazione diurna della II determinata per punti è riportato in fig. 18.

61 CARLO M O R E L L I

E n t r a m b i gli strumenti erano protetti ila ca p a n n a : il magneto-grafo Ruska da apposita fornita dalla casa costruttrice, il magnetografo Askania da una capanna costruita, su progetto del prof. Silva, per lo strumento dei passaggi e adattata allo scopo eliminando tutte le viti ed i giunti in ferro.

Oltre alla variazione diurna indispensabile per la riduzione dei

valori osservati (§ 13), sono stati messi in evidenza i seguenti risul-

tati principali :

a) la variazione diurna è diversa da giorno a giorno, per cui è indispensabile seguirne l 'andamento da registrazioni dirette, e non è invece possibile basarsi su curve medie o estrapolare i risultati : errori di decine di y non sarebbero allora improbabili (v. per es. la fig. 18) ;

tth to'1 11h tth 1 t 1 h Jt h h 17 It H ?( t A LI

A 18 marzo

orti»""10

A 4 ' ( * )

V J ^ r^J.,

18 marzo

orti»""10

— \ /

so \ / J

j 30 \ / /

F i g . 18 - V a r i a z i o n e d i u r n a della II osservata per punti

b) esistono micropulsazioni magnetiche quasi continue, di cui quelle con periodo sull'ordine della decina di minuti sono visibili ancbe dalla fig. 17 (mentre quelle a periodi minori, qui non rileva-bili per l'esiguo scorrimento, sono state chiaramente rivelate ( 1 0 ) dalle registrazioni più rapide nelle Marche).

L'ulteriore discussione di questo fenomeno esula però dai fini di

questa relazione.

13. Valori magnetici osservati e ridotti. Precisione del rilievo. — Anche nell'esecuzione delle stazioni, sono state seguite le norme e le avvertenze giti esposte altrove in dettaglio (1 5) . Qui ci limitiamo quindi a r iportare i risultati delle osservazioni nella tabella che segue. In essa figurano nell 'ordine:

RILIEVO S P E R I M E N T A L E CRAVIMETMCO-MACNETICO ECC. 3 6 1

colonna 1 : la data delle osservazioni (marzo 1951) ;

» 2 : il numero delle stazioni, conservando la numerazione già introdotta in ( 1 3 ) per le stazioni eòtvossiane e gravimetri-che ; i numeri in corsivo si riferiscono alle stazioni eòt-vossiane del Soler 1 9 1 3 / 1 4 (v. anche (1 3) , fig. 1);

colonna 3 : la località, riferita a quella delle stazioni eòtvòssiane-gravimetriche della colonna 2 ; la stazione n. 38 è nuova, per colmare un vuoto nella car ta ;

» 4 : l 'ora (media) di osservazione; » 5 : la temperatura (interna) degli strumenti ;

Seguono quindi nell'ordine, per le due componenti : colonne 6 e 12 : le differenze osservate (in y) ; i valori riportati sono

la media di almeno 4 letture, di cui due coppie a 180° per la Z. In parecchie stazioni, per verificare la « nor-malità » delle stazioni stesse, le letture venivano ripetute lasciando fissi i treppiedi e scambiando fra loro i due magnetometri ;

» 7 e 13 : la correzione per la variazione diurna, dedotta se-condo quanto esposto nel ì; 12 ;

» 8, 9, 14 e 15 : le correzioni normali di latitudine e di longi-tudine, che nella zona in esame assumono ( 1 5 ) i seguenti valori (in y / k m ) :

C o r r e z i o n e Z H

di latitudine (Nord)

di longitudine (Est)

— 6 , 0 3

+ 0 . 3 1

+ 4 , 6 5

— 0 , 1 8

per la H, manca ( 1 5 ì la correzione dovuta alla variazione della Z e all'ampiezza delle letture dal centro scala So — So; ciò perché l ' importo di questa correzione è stato sempre molto piccolo: per i valori massimi osservati di A Z = + 1 6 4 y e di S2 — S0 = 19.8 div. di scala, il suo contributo è di appena + 1 , 0 y ;

analogamente è -—- ancor più •—- trascurabile l'influsso delle variazioni della Z sulla costante di scala Fh J

colonne 10 e 16 : i valori di AZ e AH corret t i ; » 11 e 17 : i valori di Z e H riferiti (convenzionalmente) a va-

lori nulli per la stazione base, dato che nella zona man-cano misure assolute.

12 13 14 15 27 2 » 17 12

12 18 19 29 26 24 22 21 20 20 12

12 8

6 26

5 25 21 23 12

Località

ioo 111 a SW 50 in a N stessa stessa 300 ni a S 500 ni a N stessa (chiusura)

4

Ora

T-F-M-C-

15.35 16.10

17.20 .40

18 1 1 .35

19.0)

Tenip.

"C

18 18 17 17 17 16 16 11

c

A/OKK.

Y

7 8 fl Componente vertici]

10 le

c

A/OKK.

Y

( Correzioni \Zeorr. Y

c

A/OKK.

Y diurna

Y Ioiltf. \Zeorr.

Y

— 8 — 6 + 11 0 — 3 — 12 0 + 1 1 0 + 2 — 7 + 1 + 7 0 + 1 — 23 — 1 -i- 2 — 1 — 23 + 2 i + 4 0 + 1 + 25 + 9 — 4 — 12 0 — 7 + 2 ! 0 — 21 — 1 + 1

- 10 + 6 + 13 0 + 9 + 11 6 — 11 0 -1- 6 + 1 + 2 — 12 0 _ >i

r + 2 + 2 0 - 1 + l t ~ 4 — 13 0 + 9 — 2 + 1 — , — 1 — 9 — 8 — 3 1 "7 0 — 4 -1- 23 — 1 — 3 0 + 19 — 21 — 1 + io -1- 1 — 11 — 1:5 — 5 + 11 0 — 6

— 9 — 1 4- 7 — 1 - 4 — 10 — 3 + 11 0 — 2 -f 28 — 4 + 9 - 1 + 32

19 0 + 9 0 28 + 1» — 1 — 1 ' 0 — 1 — 49 — 1 _ 3 0 — *3 — 6'ì 0 3 — 1 — 6!) -f 163 + 1 — 11 -r 1 -;-151 — 71 — 6 — 8 + 3 — 82

z |n.12 0,

0 — 3 — 1

0 — 23 + 2 — 5 — 4

\Ho

21 3 1 4 6

33

1:1 ti in io Componente orizzontale

Correzioni diurna lalit. long.

1 1 2 3

16 13

8 10

5 1

1) 9

16

\Hcorr.

Y

10 10 2 1 8

13 32

staz. base stessa 200 in a Est 300 m a S 200 m a S stessa stessa 1110 ni a S 100 ni a W stessa (chiusura)

8 40 9.4 5

10 15 .35 45

11.30 .F0

12.-0 .35

13.0 .

11 12 12 12 12 12 l i 14 15 15 11

0 9

15 6 5

14 5 1

20 9 3

A 12 31 16 13 40

9 12 15 29

+ 19 + 18

0 — 5 — 2 0 — 9 + 1 — 8

— 2

10 8

10 1

10 5 6 2 8

11

— 1 0 0

I- 1 0

+ 1 0 0

— 1 + 1

7 1:1

3 16

8 26

6 15 32 17

staz. liase stessa stessa stessa 250 in a NW 150 ni a NW 150 ni a W 100 ni a W 300 m a SE (chiusura)

15.15 .4:5

16.10 .40 .5(1

1 .15 .:• 0 .55

18.15 .55

11 I I II 13 13 13 13 12 12 12

0 _ 4 — 6

2') + 51 r 53

0 — 6 6 + 8 .1 + 6

11 li 15 4

31 2 ! 13

7 22

+ 4 4- 9

— 3 0 0

— 3 0 0

11 2 2 8 6

+ 1 0

+ 1 0 0

-- 2 + 1

1 — 4

14 14 2

11 17 19

9 11 24

3(5-1 CARLO MOHF.LLI

La precisione del rilievo risulta dagli errori di chiusura <7 dei singoli circuiti, che sono i seguenti (in y) :

Data <IZ

17 — 4 + 9 18 + 3 + 1

+ 6 - 1

19 — 7 + 5

0 + 7

Da essi si ricava per l 'errore medio ira di una singola stazione :

iraz = 3,3 y ; ti „ = 4 ,0 y .

Tali errori sono dell'ordine di grandezza generalmente connesso con cpiesto genere di misure, per cui abbiamo in tal modo una con-ferma della convenienza del metodo seguito, nonché delle buone ca-ratteristiche e precisione degli strumenti adoperati.

14. Anomalie. — Le isoanomale magnetiche nella zona in esame sono riportate nelle figg. 19 e 20.

L'esame della fig. 19 indica anzitutto chiaramente, nella zona non nelle immediate vicinanze dei Colli Euganei , l'esistenza di tre caratteristiche anomalie, estese in senso longitudinale: due positive (una dalla staz. 26 alla staz. 1 ; l 'altra dalla staz. 34 alla staz. 20 ) separate da una negativa (dalla staz. 27 alla staz. 10). Esse corrispon-dono cpiasi perfettamente alle anomalie gravimetriche (v. parte I, fig. 7), e confermano chiaramente l 'andamento e le caratteristiche del-la topografia sotterranea già indicati nella parte I, e su cui torneremo più in dettaglio nella parte I I I : lo sperone degli Euganei è prossimo alla superficie (o possiede suscettività magnetica maggiore) in corri-spondenza dell'anomalia positiva occidentale, presenta un avvallamento (o rocce con suscettività magnetica molto minore) in corrispondenza dell'anomalia negativa centrale, e ritorna verso la superficie in cor-rispondenza dell'anomalia positiva orientale. L a causa di questa però è più profonda della corrispondente occidentale, come è dimostrato dal gradiente molto più ridotto delle isoanomale.

Quanto ora esposto risulta chiaramente anche dall'esame del pro-filo AB (fig. 21), in cui le anomalie magnetiche sono riportate assieme alle corrispondenti anomalie gravimetriche (locali). Da questo profilo

RILIEVO SPERIMENTALE CRAVIMF.TRICO-MACNETICO ECC. 3 6 5

risulta in maniera significativa la corrispondenza quasi perfetta fra le anomalie magnetiche e quelle gravimetriche (bisogna anche tener conto che lo zero è arbitrario) ; le anomalie AH risultano inoltre meno pronunciate delle corrispondenti AZ.

All'estremo limite occidentale della zona rilevata lo sperone degli Euganei è talmente prossimo alla superficie da dar luogo alle carat-teristiche anomalie proprie delle zone vulcaniche: valori anomali da punto a punto, sicché il rilievo magnetico regionale perde ogni signi-ficato. Ciò probabilmente è dovuto anche in parte al materiale vulca-nico contenuto nel terreno di riporto.

Fig . 21 - Anomalie gravimetriche e magnetiche lungo il profilo A B

L'esame della fig. 20 mostra invece che, com'è noto, la corrispon-denza fra le anomalie A II c la causa della perturbazione è meno evi-dente. Questo è il motivo per il quale generalmente le misure magne-tiche vengono effettuate soltanto nella AZ.

Le misure in 1II possono anche essere utilizzate per la rappre-sentazione del vettore perturbazione nel piano meridiano magnetico. Riport iamo infatti nella fig. 22, oltre alle anomalie magnetiche e gra-vimetriche, anche la proiezione, nel piano del profilo, del vettore per-turbazione: come si vede, il suo andamento 11011 è però in semplice cor-rispondenza con i vettori della perturbazione gravimetrica (v. parte I, fig. 16), per cui neppure ciò ne dimostra l 'opportunità dell'impiego.

15. Conclusioni. — 1 risultati di questa campagna magnetica spe-rimentale hanno dimostrato che anche il metodo magnetico può dare buoni risultati nello studio dell'avampaese dei Colli Euganei , e che essi completano ed integrano quelli gravimetrici. È specialmente la componente verticale che meglio si presta per l 'interpretazione dei

3 6 6 CARLO MORELLI

risultati, mentre quella orizzontale non è indispensabile e non appor-ta vantaggi sostanziali nell ' interpretazione: sicché nel rilievo sistema-tico gravimetrico e magnetico di tutta la regione attorno ai Colli Eu-ganei il solo impiego della componente magnetica verticale può ri-sultare sufficiente.

L a corrispondenza fra le anomalie magnetiche verticali e quelle gravimetriche è talmente cospicua, da far ritenere che la parte mag-

giore delle anomalie sia dovuta a magnetizzazione indotta dal campo magnetico terrestre. Solo nella zona immediatamente prospiciente ai Colli Euganei le anomalie assumono un carattere prettamente locale, e indicano la presenza di un magnetismo residuo permanente, proprio dei terreni vulcanici. Subito all'esterno di questa zona, dove le ano-malie magnetiche possono raggiungere anche alcune centinaia di y, esse si attenuano, e non superano il valore assoluto di 50 y.

Istituto Naz. di Geo fisica — Osserv. di Trieste — Maggio 1950.

RILIEVO S P E R I M E N T A L E CRAVIMF.TRICO-MACNETICO ECC. 3 6 7

RIASSUNTO

Proseguendo le ricerche sperimentali in preparazione di un ri-lievo geofisico sistematico attorno ai Colli Euganei, in corrispondenza delle stazioni eòtvóssiane e gravimetriche eseguite nella zona fra Bat-taglia, Pontelongo e Ponte S. Nicolò è stata eseguita con variometri magnetici una rete di 51 stazioni nella componente verticale ed oriz-zontale. Le anomalie magnetiche, specie quelle nella Z, confermano ed integrano le anomalie gravimetriche, dimostrando così la connes-sione fisica dei due fenomeni e fornendo elementi utili per l'indivi-dilazione della topografia sotterranea.

B I B L I O G R A F I A

0 " ) MORELLI C . : Rilievo sperimentale gravimetrico-magnetico nell'avampaese dei Colli Euganei. Par te I : Misure eòtvóssiane e gravimetriche. Annali di Geofi-lica, I I I , 523-565, R o m a 1950.

C 1 ) MORELLI C . : Sull'utilizzabilità a scopo geofisico delle relazioni fra ano-malie eòtvóssiane e magnetiche. Geofisica pura ed applicata, v. X V I I I (dedicato a C. Somigliami), Milano 1950.

( 1 5 ) MORELLI C . : Teoria e pratica dei variometri magnetici da campagna. E d . Del Bianco, 166 pg., Udine 1947.

( L I ; ) GIORGI M , M E D I E . e M O R E L L I C . : Rilievo magnetico regionale nelle

Marche per la istituzione di un Osservatorio magnetico centrale. Annali di Geofi-fica. I I I , 2, 143-172, R o m a 1950.