Desde la antigüedad el hombre siempre se ha interesado por comprender todoslos fenómenos que ocurren en la tierra, surgiendo de esta manera muchasciencias que se han dedicado a su estudio, entre ellas esta la geofísica que sededica a comprender los fenómenos naturales y no naturales, mediante métodos einstrumentos que miden las ondas sísmicas, el magnetismo terrestre y la fuerzade gravedad.

Desde su inicio la Geofísica ha alcanzado grandes éxitos en la búsqueda deyacimientos efectuando algunos descubrimientos espectaculares de depósitos deminerales, petróleo y gas, y gracias a los avances tecnológicos se hanperfeccionado y transformados con el fin de lograr un mejor desarrollo ybienestar de la humanidad. No obstante, los métodos geofísico de prospecciónpetrolífera y minera no siempre son capaces de encontrar directamente los depósitos,por lo que su éxito depende de localizar estructuras geológicas favorablespara encontrar yacimientos de gran valor económico.

En general, al aplicar los conocimientos de las prospección geofísica sedeben hacer todos los estudios respectivos que aseguren el hallazgo de posiblesdepósitos, valiéndose para ello de varios métodos geofísicos: magnéticos,gravimetritos, eléctrico, electromagnético, sísmico y el métodoradiometrico, los cuales se van aplicar dependiendo de ciertas propiedades físicade la materia.

Los fenómenos magnéticos fueron estudiados por los antiguos griegos,quienes conocían para ese entonces la atracción que un mineral de hierro, alcual llamaron magnetita o piedra imán, podía ejercer sobre el hierro. Estamagnetita era capaz de atraer trozos de hierro y mantenerlos adheridos a ellacontra la fuerza gravitatoria. Este fenómeno es conocido con el nombre demagnetismo y la magnetita como imán natural. El termino magnetismo se usóentonces para designar el conjunto de propiedades de las cuales estaban dotadosestos cuerpos provenientes de la ciudad en la que fueron descubiertos.

En la década de los 40, el profesor P.M.S. Blackett desarrollo una teoríasegún la cual un campo magnético es una propiedad de los cuerpos en rotación.Pero esta idea se abandono al fracasar la detección de tal campo y al comprobarque era falsa la predicción de la teoría que señalaba que el campo magnéticoterrestre debería disminuir con la profundidad de la superficie.
Para los años 40 y 50 el profesor W. M. Elsaser en América y Sir EdwardBollord desarrollan una teoría que afirma que quizás el núcleo de la tierracortaría las líneas de fuerzas y daría lugar a corrientes eléctricas.
Estas corrientes bajo ciertas condiciones producen su propio campo magnético,así pues mientras hubiese una fuente de energía en el núcleo del planeta paramantener el hierro en movimiento existía un campo magnético.
La teoría anterior, conocida como la Teoría del Dinamo ha logrado un éxitonotable y amplia receptividad por la mayoría de los científicos del mundo,siendo la mas aceptada en la actualidad.

• Polo Magnético:

Una simple barra imantada puede utilizarse para explicar el concepto de polomagnéticos. Si se espolvorea limadura de hierro sobre una hoja de papel que seapoya sobre este imán, tienden a alinearse a lo largo de la orientación quedesigna generalmente la líneas de fuerzas. Cada una de estas líneas va de unpunto cercano a uno de los extremos de la barra a otro cercano en el otroextremo, donde estos extremos son denominados polos.

La estructura de las líneas de fuerzas creadas por un imán o por cualquierobjeto que genere un campo magnético puede visualizarse utilizando una brújulao limadura de hierro. Los imanes tienden a orientarse siguiendo las líneas decampos magnéticos. Por lo tanto, una brújula, que es un pequeño imán quepuede rotar libremente, se orientara en la dirección de las líneas hastaalinearse según el campo magnético terrestre. Marcando la dirección que señalala brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del campomagnético puede deducirse el esquema de las líneas de fuerzas.

En el caso de una barra imantada, las líneas de fuerzas salen de un extremoy se curvan para llegar al otro extremo; estas líneas pueden considerarse comobucles cerrados con una parte del bucle dentro del imán y otra afuera. En losextremos del imán, donde las líneas de fuerzas están más próximas, el campomagnético es más intenso; en los lados del imán, donde las líneas de fuerzaestán separadas, el campo magnético es débil. Según su forma y su fuerzamagnética, los distintos tipo de imán producen diferentes esquemas de líneasde fuerzas.

Un extremo del imán siempre se orientará en la dirección general del polonorte terrestre; cerca de este extremo está el polo norte, o polo positivo dela aguja, el otro extremo es el polo sur o negativo.

Los polos siempre existen en pares, pero en un imán muy largo las líneas defuerzas cercanas al polo positivo no serán afectada de forma perceptible por lapresencia del polo negativo, cada uno de ellos pueden considerarse como un poloaislado. Otra característica observada en los imanes son la atracción yrepulsión de los polos observados al acercar dos imanes; donde los polos de unimán se atraen al ser diferentes y tienden a repelerse cuando son polos designos iguales.

• Fuerza magnética:

• La geofísica en la Actividad Minera:

Recientemente la exploración geofísica se orientó a la determinación deestructuras geológicas locales y depósitos de minerales, creando así la geofísicapractica o aplicada, cuyo desarrollo debido al progresivo aumento de precisiónde los instrumentos adoptados y a la mayor atención de los métodos delevantamiento; en consecuencia de los grandes progresos de la física en generaly de la electricidad en especial, la geofísica ha crecido en los últimos años.
Aunque la mayor proporción de la actividad de la prospección geofísica se hadirigido a la búsqueda de petróleo y gases, y solo una pequeña fracción dela misma a la búsqueda de minerales sólidos, las exploraciones geofísicas haefectuado grandes descubrimientos de depósitos minerales utilizando losinstrumentos mas sofisticados como son: los detectores magnéticos, electromagnéticosy mediante la radiactividad para realizar exploraciones aéreas que permitenmayor rapidez y eficacia.

Como la finalidad primordial de la prospección geofísica es la de separarzonas que aparecen como estériles de las que presentan posibilidades decontener yacimientos, es debido a esto que los yacimientos mineros sonaccidentes relativamente raros, las zonas estériles son naturalmente masabundantes que las zonas aprovechables, y los resultados de la mayoría de lasprospecciones geofísicas serán nulas; esto también ocurre con la mayor partede las prospecciones geológicas; quiere decir esto que el buen logro de unaprospección geofísica no puede medirse por el numero de metalizaciones que hadescubierto, ni por el numero de sondeos mecánicos que han cortado mineral,sino que se mide por el tiempo, esfuerzo y capital mínimo invertido.
Las propiedades físicas mas importantes en el estudio de una roca son:susceptibilidad magnética, elasticidad, conductividad eléctrica, densidad yradioactividad; la determinación de estas propiedades han dado origen a los métodosprincipales de búsqueda geofísica: gravimetrico, magnético, sísmico, eléctricoy radiactivo.

La condición necesaria para la detección de un yacimiento por medio de métodosgeofísicos, es que el mineral posea alguna propiedad física; es prescindibleque la Mena se diferencie notablemente de la roca encajante en lo que respecta ala propiedad en cuestión. Muchas veces la prospección geofísica se aplicaindirectamente debido a que el mineral no tiene por si mismo alguna propiedad físicapero se encuentra asociado a algún otro mineral o formación geológica que siposee tales propiedades; solo en casos particulares los métodos geofísicospermiten la búsqueda directa, y este es el caso por ejemplo de los yacimientosde magnetita, estudiados con los métodos magnéticos, los yacimientos desulfuros metálicos estudiados con los potenciales naturales, las sustancias yaguas radiactivas buscada con métodos radiactivos.

Método Radiométrico: la presencia de sustancias radiactivas en las rocaspuede ser utilizada en la búsqueda de yacimientos minerales; en los últimos añosla búsqueda de Uranio se ha intensificado. Entre las sustancias que pueden serdescubiertas por su asociación con el uranio, se hayan los minerales de:Zirconio, Berilio, radio y algunas tierras raras. También se ha descubierto elColumbio el cual es buscado ahora por su resistencia a las temperaturasextremadamente elevadas alcanzadas en los cohetes y motores de reacción. Sebusca el Zirconio, Berilio y algunas tierras raras por su cualidades de absorciónde neutrones en las pilas atómicas, etc.

Métodos Eléctricos: las propiedades eléctricas del subsuelo puedenexplorarse, bien eléctricamente o bien electromagneticamente.
Existen varias técnicas geofísicas destinadas a detectar anomalías en laspropiedades eléctricas de las rocas tales como: la conductividad, la polarizaciónespontánea, la resistividad y la polarización inducida.
A base de las anomalías puede resultar posible localizar minerales que ofrezcancaracterísticas eléctricas distintas o levantar el mapa de característicasestructurales asociadas a yacimientos de petróleo o de minerales.
Método autopotencial: se basa en la medición de las diferencias de potencialnatural que suelen existir entre dos puntos cualesquiera del terreno. Estospotenciales en partes constantes y en partes variables. Están asociados ayacimientos o a corrientes que fluyen a través del terreno. Los potencialesconstantes y unidireccionales están producidos por las acciones electroquímicasen las rocas superficiales o en cuerpos encajados en ellas.
Método de la Resistividad: se emplea para determinar variaciones laterales overticales de la conductividad en el interior del suelo y se utiliza confrecuencia para medir la profundidad a la que se encuentra la roca firme enconexión con proyectos de ingeniería civil, dado que, normalmente existe ungran contraste entre la conductividad de la roca firme y los materialesconsolidados que la cubren.

La resistividad de las rocas es una propiedad que varia entre limites muyamplios, desde alrededor de 10^-6 ohm-mts para minerales como elgrafito a mas de 10¹² ohm-mts para rocas cursiticas secas.
Algunos minerales, especialmente el grafito, la pirrotina, la pirita, lacalcopirita, galena y la magnetita, son conductores relativamente buenos; unadiseminación de estos minerales dentro de la roca puede aumentar laconductividad de estas; otros como la blenda son también conductores electrónicospero muy débiles a la temperatura ambiente.
Polarización Inducida: esto ocurre cuando la corriente que circula a travésdel terreno es interrumpida y la diferencia de potencial entre dos puntos no caeinstantáneamente a cero sino que por el contrario se ha observado que desciendelentamente durante varios segundos o minutos.

• La geofísica en la Industria Petrolera:

La geofísica ha estado ligada a la industria petrolera, prácticamente desdela aparición de esta, ya que los métodos geofísicos se utilizaban variossiglos antes de que apareciera la industria petrolera para localizar yacimientosde minerales.
La mayoría del petróleo del mundo se encuentra en rocas sedimentarias. Laubicación de las reservas de petróleo requiere del entendimiento de lanaturaleza de la roca en que se encuentra y los registros de pozos son uno delos principales recursos para obtener datos; ellos son particularmente útilespara la descripción y caracterización de las rocas y sus fluidos.
Los primeros equipos geofísicos que se utilizaban en la industria petrolera,empleaban una balanza de torsión y el sismógrafo de refracción para buscardomos salinos someros en la costa del Golfo de los EEUU y México, por el añode 1925.
En la exploración petrolífera, el método mas empleado es el de reflexión sísmica,siendo, en este orden, el gravitacional, refracción sísmica y los magnéticos.En el hemisferio oriental se utiliza a veces en la búsqueda de petróleo un técnicaeléctrica, la de la prospección de corrientes telúricas.
A partir de 1937, fecha en que se comenzó a usar la estadística, uno de cadaseis pozos de cateo localizado por geofísicos había llegado a sercomercialmente productivo; mientras que uno de cada veinte pozos localizados sinayuda técnica era productivo y uno de cada diez pozos localizados por la geologíapero no por la geofísica, la producción de éxito había sido de uno a diez;al valorar estas cifras, no hay que olvidar que la geología solo puede ser maseficaz y económica que la Geofísica en algunas zonas, y que lo contrario puedeser cierto en otras.

Desde el nacimiento de la geofísica hasta nuestros días, su papel en laprospección de petróleo ha ido aumentando progresivamente hasta el punto quehoy en día ya no se busca hidrocarburo sin recurrir los métodos geofísicos.

Esto es básicamente debido a que la geología, por sus propios medios, nopuede determinar con precisión posible depósitos de petróleo en casos de:trampas estructurales, anticlinales, fallas y anticlinales fallados; si la serieque la cubre no es concordante con las capas de la estructura; si el eje de laestructura petrolífera no coincide con el eje estructural visto en superficie;si la falla que produce la trampa no es visible en superficie. O en otro tipo detrampas; cuando hay discordancia no visible en la superficie; cuando hayvariaciones laterales en la estratificación o cuando existen arrecifes.
En la explotación petrolífera, los métodos mas empleados son: el método dereflexión sísmica, el método gravitacional, el método de refracción sísmicay los métodos magnéticos.

Métodos de reflexión sísmica: la técnica básica usada en la adquisiciónde datos en un proyecto sísmico, es introducir energía en el terreno y luegoregistrar la energía que retorna a la superficie después de que se hatransmitido a través de las diferentes interfases rocosas. Con esta técnica selevanta un mapa estructural del subsuelo, haciendo uso de los tiempos requeridospor una onda sísmica engendrada en el suelo por una explosión de dinamita próximaa la superficie para regresar a esta después de ser reflejada en laformaciones.

Las reflexiones sísmicas son detectadas por instrumentos colocados en lasuperficie, cerca del punto de explosión que responde a los movimientos delsuelo. Las variaciones en los tiempos de reflexión de un lugar a otro de lasuperficie, indican características estructurales de las rocas del subsuelo.Estas técnicas proporcionan mas información estructural que cualquier métodogeofísico, aunque es mas lento y costoso que cualquier otro método.
Método gravitacional: este método esta basado en el campo natural de lagravedad y estudia la variación de la componente vertical del campo gravificoterrestre.
En la prospección por gravedad se miden las pequeñas variaciones, que en laatracción gravitacional, ejercen las rocas emplazadas en los primeros kilómetrospor debajo de la superficie del suelo. Los diferentes tipos de rocas tienendensidad diferentes y las mas densas ejercen mayor atracción gravitacional.
Método de Refracción Sísmica: es un método de reconocimiento general y dedetalles, pero de empleo restringido. En este método los instrumentosdetectores se disponen a cierta distancia del punto de explosión, que es largaen comparación con la profundidad a que se encuentra el horizonte en estudio.
Las ondas explosivas recorren grandes distancias horizontales a través delsuelo, y el tiempo requerido para su desplazamiento informa acerca de lavelocidad y profundidad de ciertas formaciones de subsuelo.
Método magnético: la tierra es un imán natural y de allí que dé lugar acampos magnéticos terrestres, por lo tanto, la prospección magnéticadetermina las variaciones del campo magnético terrestre atribuidos a cambios deestructuras o de la susceptibilidad magnética de algunas rocas próximas a lasuperficie.

El método magnético se utiliza como método de reconocimiento general enprospección de petróleo cuando la estructura de capas sedimentarias petrolíferasestán regidas por características topográficas tales como cresta o fallassobre la superficie del basamento.

Una de las ramas mas recientes de la ciencia aplicada, la Geofísicaexploratoria, es en la actualidad un producto de varias disciplinas básicastales como la Física, la Química y las Matemáticas. Las diversas técnicas dela prospección geofísica están basadas en varios principios físicofundamentales, como son las leyes de la atracción gravitatoria y magnética,las cuales gobiernan en óptica la refracción y la reflexión (tal como seaplica a la prospección sísmica), los elementos de la electricidad y la teoríaelectromagnética.

Aunque estos principios son bastante simples, en general es difícil suaplicación al estudio de los materiales pétreos, que rara vez son homogéneosy que, con frecuencia, ofrecen propiedades físicas complejas.
Casi todos los métodos importantes de la prospección geofísica han sidodesarrollados partiendo de las técnicas empleadas en un principio para elestudio, mas o menos científico, de las características terrestres en granescala. La prospección por gravedad se desarrollo después de que durantevarias décadas habían sido llevadas a cabo mediciones con el péndulo paradeterminar la forma exacta de la tierra, a base de las variaciones de la atraccióngravitatoria entre diferentes estaciones de observación. El método de refracciónsísmica hace uso de los principios elaborados en los comienzos del siglo actualpor los sismologos de terremotos, que los pusieron a punto para desentrañar laestructura del interior de la tierra. Los instrumentos magnéticos , que básicamenteeran los mismos que los usados hoy en día para la prospección, hicieronposible levantar el mapa de algunos de los elementos magnéticos de la tierra,en escala global, en tiempos tan antiguos como el siglo XVII.

La Geofísica abarca y se relaciona con un buen número de ciencias como son:la Geología, Geografía, Geoquímica, Termofisica, Sismología, Geomagnetismo,Gravimetría, Electricidad Terrestre, etc. Todos los aportes que dan estasciencias a la Geofísica, están basados en principios físicos y fundamentales

Cuadro esquemático de la Geofísica

Ciencias Derivadas

1. Gravimetría: Es la ciencia que se encarga de explicar y medir el campo gravitatorio terrestre.

   La aceleración de gravedad en un punto cualquiera de la superficie terrestre no solo depende de la latitud geográfica, sino también de la distribución de las masas debajo de ese punto.

   Esta dependencia puede ser utilizada con fines exploratorios mediante las mediciones de las pequeñas variaciones de la componente vertical del campo gravitatorio terrestre de esta forma se puede llegar a una interpretación mas o menos probable de las situación de las masas en el subsuelo.

2. Geomagnetismo: es el estudio de la propiedad que tiene la tierra de comportarse como un imán natural y dar origen al campo magnético terrestre.

   Si se sitúa una pequeña aguja imantada capaz de girar alrededor de un eje vertical, en un lugar cualquiera, ella señalara hacia un punto llamado polo norte magnético el cual no coincide con el polo norte geográfico.

   El ángulo formado por los meridianos magnéticos y geográficos recibe el nombre de declinación, y esta característica junto con la inclinación es de gran valía para las prospecciones geográficas debido a que las pequeñas variaciones que experimenta el campo magnético nos puede indicar minerales de interés comercial como la magnetita, la pirrotina, la ilmenita, etc. Así como también minerales de interés asociado a sustancias magnéticas como son los sulfuros de Cu, Pb y Zn.

3. Geolectricidad: basa sus estudios en las propiedades eléctricas de las rocas como son: resistividad, conductividad, actividad electroquímica, etc.

   En base a las anomalías que pueda presentar las propiedades eléctricas de las rocas es que se hace posible localizar minerales que ofrezcan característica eléctricas distintivas, o levantan el mapa de características estructurales asociadas a yacimientos de petróleo o de minerales.

4. Sismología: es la ciencia que trata de los terremotos y de los fenómenos que con ellos se relacionan.

   Todo esto incluye el estudio de las causas que producen los terremotos, su localización y las ondas que se reciben de ellos.

   Los terremotos son una serie de movimientos transitorios y repentinos del terreno, originados en una región limitada de la corteza terrestre y que se propaga desde su origen en todas direcciones. Podemos deducir un basamento para la prospección geofísica, ya que si producimos un pequeño terremoto artificial y detectamos los tiempos de llegada de las ondas producidas unas vez reflejadas o refractadas en las distintas formaciones geológicas, tendremos variaciones que nos indicaran las diferencias entre las propiedades de la rocas.

5. Geohidrologia: es la aplicación de los métodos de investigación de la ciencia de la tierra al estudio y a la prospección de las aguas subterráneas.

El método mas usado para prospectar aguas subterráneas es el eléctrico asu reducido costo tanto en aparatos como en el trabajo de campo, ya que se puedecubrir grandes extensiones de terreno en un tiempo relativamente reducido por uncosto muy bajo.

Ciencias Asociadas

1. Geología: es un conjunto organizado de conocimientos referente a la tierra.

• Geología Física: estudia la naturaleza y propiedades de los materiales que componen la tierra, la forma como están distribuidas los procesos por los cuales se forman, alteran, su transporte y distorsión; así como la naturaleza, desarrollo y transformación del paisaje.
• Geología Histórica: estudia la historia de la tierra incluyendo tanto la vida sobre la tierra como los cambios sufridos por ella (cambios Físicos)

1. Termofisica: estudia el comportamiento térmico de la tierra, la forma cómo varia la temperatura con la profundidad y como cambia la distribución de temperatura con el tiempo. El aporte de la Termofisica a la Geofísica se centra en el gradiente de temperatura y en la conductividad térmica.

   El gradiente de temperatura, es la variación de temperatura en una corta distancia, medida en dirección radial de la superficie. La temperatura crece en la profundidad y el valor medio de gradiente es de 0.03ºC por metros a las proximidades de la corteza terrestre.

   La conductividad térmica es la cantidad de calor que fluye en un segundo a través de un área de un metro cuadrado en una región en la que el gradiente de temperatura es de 1º C por metro.

   El flujo de calor depende tanto del gradiente de temperatura como la naturaleza del material a través del cual es conducido el calor.

2. Geografía: es un conjunto de principios básicos de las ciencias naturales, seleccionados de tal forma que incluyan las influencias ambiéntales, que varían de un lugar a otro en la superficie. Alguna ciencia que comprenden la Geografía y están estrechamente relacionadas en la Geofísica son:

• Geodesia: se encarga de las determinaciones de la forma y dimensiones de la tierra utilizando métodos de observación extremadamente preciso, junto con determinaciones muy cuidadosa de la gravedad.
• Meteorología: estudia el estado de la atmósfera en un punto y en una época determinada.
• Climatología: estudia el clima que es la condición de la atmósfera deducida de largos periodos de repetidas observaciones. Esto incluyen las probabilidades de series particulares condiciones.
• Oceanografía Física: estudia las olas, las corrientes y las mareas.
• Geomorfología: trata del origen y desarrollo de todas las formas de relieve.

1. Geoquímica Aplicada: es la ciencia que se encarga de estudiar los análisis químicos en forma adecuada, para que resulten útiles a la investigación y a la prospección de minerales en general.

   En esto se incluye los procesos fundamentales y endógenos de los elementos metálicos mineralogénicos, los procesos magmáticos y postmagmáticos, y los procesos de oscilación y reducción.

   El fundamento de la geoquímica que sirve de base a la geofísica es: que cuando en una zona se ha formado concentraciones de mineral económicamente explotable, la zona se haya mas o menos afectada por manifestaciones del mismo y se produce como una especie de aureola la cual no puede ser detectada por la análisis químicos corrientes sino que necesita procedimientos especiales que debe ser económicos y de gran sensibilidad.

2. Biogeoquímica: al analizar las plantas que cubren la superficie de la tierra encontraremos elementos minerales, tales como: boro, zinc, hierro, cobre, manganeso, etc, los cuales son indispensable para el buen desarrollo, pero también las plantas asimilan otros minerales que no le son necesarios, entre estos están el oro, la plata, el cobre, el estaño, el selenio, etc. Los análisis de estas plantas traducidos en mapas o en gráficos nos permitirán ciertas deducciones que son de estimable valor.

La Geofísica ha tenido un gran impacto en la vida humana, ya que estaciencia ha permitido encontrar muchos recursos que son explotados por el hombrepara luego transformarlos y convertirlos en productos útiles y provechosos parasu desarrollo y bienestar.
El desarrollo de la Geofísica ha permitido crear nuevas y mejores técnicas heinstrumentos, facilitando el descubrimiento de yacimientos petrolíferos de altonivel productivo a menor costo y de una manera mas eficaz.El auge alcanzado porla Geofísica y el perfeccionamiento en sus métodos prospectivos, permitirán ala humanidad contar con yacimientos minerales que sustituirán en futuro a losya agotados y dará la máxima seguridad sobre el importante papel del petróleocomo fuente energética indispensable por muchos años mas.
Actualmente, cada ciencia se preocupa por presentar sus deducciones de los fenómenosque estudia por medio de métodos o sistemas cada vez mas precisos. De allí quela Geofísica se perfila como una ciencia de gran confiabilidad, debido a quecada instante se ve influenciada por los avances de gran numero de ciencias conlas cuales se relaciona.

• ALGOMEDA P., José C. La Geofísica en la Industria Petrolera.Universidad de Oriente, Núcleo Bolívar. Venezuela.
• ASTIER, Jean Luis. Geofísica Aplicada a la Hidrogeología.

Editorial Paraninfo. Madrid. España, 1975.

• DOBRIN, Milton B. Introducción a la Prospección Geofísica..

Ediciones Omega. Barcelona, Madrid. 1961.

• ROJAS, Luis. Aplicación de la Geofísica en la Geología y en la Minería. Universidad de Oriente, Núcleo Bolívar. Venezuela,1982.
• http://wwwneic.cr.usgs.gov/neis/eqlists/significant.html