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Controlled-source electromagnetic (CSEM) measurements are complementary data for magnetotelluric (MT) characterization although its methodology on land is not sufficiently developed and tested as in marine environments. Acquiring expertise in CSEM is crucial for surveys in places where MT cannot be performed due to high levels of cultural noise. To acquire that expertise, we perform CSEM experiments in the Vallès fault [Northeast (NE), Spain], where MT results have been satisfactory and allow us to verify the CSEM results. The Vallès basin is relevant for potential heat generation because of the presence of several geothermal anomalies and its nearby location in urban areas. In this article, we present the experimental setup for that region, a 2-D joint MT+CSEM inverse model, several 3-D CSEM simulations in the presence of metallic casing, and its comparison with real data measurements. We employ a parallel and high-order vector finite element algorithm to discretize the governing equations. By using an adapted meshing strategy, different scenarios are simulated to study the influence of the source position/direction and the conductivity model in a metallic casing presence. An excellent agreement between the simulated data and analytical/real field data demonstrates the feasibility of study metallic structures in realistic configurations. Our numerical results confirm that metallic casing strongly influences electromagnetic (EM) responses, making surface measurements more sensitive to resistivity variations near the metallic structure. It could be beneficial getting higher signal-to-noise ratios and sensitivity to deep targets. However, such a casing effect depends on the input model (e.g., conductivity contrasts, frequency, and geometry). This work was been developed in the frame of GEOURBAN project (PCI2018-092943 and PCI2018-093186). This work has received also partial funding from the European Union's Horizon 2020 programme under the Marie Sklodowska-Curie grant agreement N777778. Also, the research leading to these results has received funding from the European Union's Horizon 2020 programme, grant agreement N828947, and from the Mexican Department of Energy, CONACYT-SENER Hidrocarburos grant agreement N B-S-69926. Furthermore, this project has been 65% cofinanced by the European Regional Development Fund (ERDF) through the Interreg V-A Spain-France-Andorra program (POCTEFA2014-2020). POCTEFA aims to reinforce the economic and social integration of the French-Spanish-Andorran border. Its support is focused on developing economic, social and environmental cross-border activities through joint strategies favouring sustainable territorial development. The authors would like to thank the Editors-in-Chief and to both reviewers for their valuable comments and suggestions that helped to improve the manuscript’s quality. This work benefitted from the valuable suggestions, comments, and proofreading of Dr. Josep de la Puente (BSC).

[eng] The Earth System is formed by four components that sustain life: the atmosphere, the biosphere, the hydrosphere and the geosphere. The complex region in which these elements interact is known as the ‘Critical Zone’. The critical zone (CZ) is crucial for our society, as it is host of a diverse range of hydrological, geochemical, and biological processes that operate on numerous scales and shape landscapes, support ecosystems, and control resource availability. The CZ and by extension the shallow subsurface is also the host to human activity and infrastructure, and it is therefore vulnerable to natural hazards, such as extreme weather events, volcanic activity or earthquakes. Thus, it is key to investigate and monitor the shallow subsurface, to understand its geometry, extent and physical properties in order to produce comprehensive hazard assessments that could take place in connection to this important layer. The southeastern part of the Iberian Peninsula is characterized by moderate but intense earthquake activity that has caused significant damage since historical times. The seismicity in that area is distributed within a relatively broad deformation band parallel to the coast that includes a well-developed strike-slip fracture system. This deformation band is known as the Eastern Betic Shear Zone (EBSZ) and, runs along the southern border of the Guadalentín Depression, it is a densely populated area with extensive agricultural activity. Therefore, the activity of the faults in the EBSZ represents a seismic hazard with a very significant social and economic impact potential. This memoir focuses in the characterization of the shallow sub-surface structure including the CZ and, characteristics of the Carrascoy and Alhama de Murcia fault systems, SE Iberian Peninsula. To achieve this characterization, different shear wave seismic velocity-depth models based on Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) were constructed. These models were complemented with investigations involving P-wave tomography and/or Electrical Resistivity Tomography (ERT) methods, as well as surface geological observations (e.g. mapping and paleoseismological trench studies) to constrain physical properties models of the subsurface. S-wave velocities were estimated from the surface waves recorded within the controlled-source shot records of conventional normal incidence seismic reflection data. P-wave velocity models were determined from first arrival travel-time tomography. The resulting velocity-depth models revealed: i) the location, geometry and extent of shallow fault zones, and their associated damaged unconsolidated zones, new blind faults were also identified; ii) the thickness of the critical zone and its relation with fault zones in the target areas; and, iii) provide valuable information about the fault network for seismic hazard assessments. The seismic signature of the fault zones, including these of the multiple blind faults and fractured zones identified in the different profiles, was well demonstrated using 2D velocity depth models (S- and P- waves). Seismic signatures of fault zones and blind faults are indicated in the models by low-velocity anomalies. Vs velocities in the range of 500-1000 m/s and Vp within the range of 1300-1700 m/s. These low values indicate a reduced bulk- and shear-modulus along and around the fault plane. The velocity model images across the Carrascoy and La Torrecilla reveal higher number of faults than what is imaged in the La Salud South and La Salud North profiles. This might be indicative of differences in the maturity degree of the fracture zones involved. Being the former more mature than the latter. The models obtained have resolved the geometry and characteristics of the CZ in the neighborhood of faults/fracture zones. It is characterized consistently by relatively low seismic velocities Vs < 600 m/s and Vp < 1300 m/s, which is consistent with the expected low resistivity layer of Quaternary alluvial unconsolidated sediments in the La Torrecilla, La Salud North, and La Salud South profiles, as well as the Unidad Roja (Red Unit) and the Pleistocene-Quaternary alluvial in the Carrascoy profile. The thickness of the CZ in La Salud North profile lies within the range from 35-45 m and in La Salud South profile within 40-47.5 m. Furthermore, the thickest CZ layer constrained in the La Torrecilla profile features a thickness of ca. 40-50 m. The thinnest CZ is located in the Carrascoy profile with a thickness of ca. 30-40 m. In addition, the results also reveal a relation between fracture/fault zones and the thickness of the CZ. The presence of faults can contribute to the observed topography of the CZ in two ways: changes in bedrock elevation as a consequence of fault geometry changes and/or an increase in the number of regolith layer fragments, with the CZ layer near the fault zone becoming relatively thicker than in places far away from the fault zone. The shear wave characterization of the sub-surface presented in this memoir provides a methodological and workflow protocol to study the shallow subsurface in areas with active deformation, providing geometry and depth constraints to the structures interpreted in the geological models based on paleoseismological trenches, and, therefore, these can be used for improving the seismic hazard assessment and provide a detailed characterization of the CZ of this and other tectonically active regions in the world., [cat] El sistema Terra està format per quatre components que sustenten la vida: l'atmosfera, la biosfera, la hidrosfera i la geosfera. La complexa regió on interactuen aquests elements es coneguda com la ‘Zona Crítica’. La zona crítica (CZ) és crucial per a la nostra societat, ja que acull una àmplia gamma de processos hidrològics, geoquímics i biològics que operen a nombroses escales i donen forma als paisatges, sustenten els ecosistemes i controlen la disponibilitat de recursos. La CZ també és la seu de l'activitat humana i de les infraestructures, per la qual cosa és vulnerable als riscos naturals, com els fenòmens meteorològics extrems, l'activitat volcànica o els terratrèmols. Per això, és fonamental investigar i monitoritzar aquesta capa per comprendre'n la geometria, l'extensió i les propietats físiques per tal d'elaborar avaluacions completes dels perills que podrien produir-se en relació amb aquesta zona tan important. El sud-est de la Península Ibèrica es caracteritza per una moderada però intensa activitat sísmica que ha causat danys importants des de temps històrics. La sismicitat en aquesta zona es distribueix al llarg d'una banda de deformació relativament àmplia, paral·lela a la costa, formada per un sistema de falles amb lliscaments ben desenvolupats, coneguda com la Zona de Cisalla Bètica Oriental (ZCBO). L'ZCBO, que discorre al llarg del límit sud de la Depressió del Guadalentí, és una zona densament poblada i amb una gran activitat agrícola. Per tant, l’activitat de les falles a l’ZCBO representa un perill sísmic amb un impacte social i econòmic potencial molt significatiu. Aquesta memòria es centra en la caracterització de l'estructura i les característiques del subsòl pròxim a la superfície dels sistemes de falles de Carrascoy i Alhama de Múrcia, al SE de la Península Ibèrica. Per aconseguir aquesta caracterització, es van construir diferents models de velocitat-profunditat d'ones de cisalla basats en l'anàlisi multicanal d'ones superficials (MASW). Aquests models també es van combinar amb mètodes de tomografia d'ones P i/o Tomografia de Resistivitat Elèctrica (ERT), així com amb estudis de superfície (per exemple, cartografia geològica i estudi de trinxeres paleosismològiques) com a control, per proporcionar models millorats del subsòl. Les velocitats de les ones S es van estimar a partir de les ones superficials registrades en les dades sísmiques de reflexió convencionals (font controlada) i la velocitat de les ones P es va determinar a partir de la tomografia de temps de viatge de primeres arribades. El model de velocitat-profunditat resultant va ajudar a determinar els següents punts: i) la identificació de zones de falles poc profundes, incloent una sèrie de falles cegues desconegudes fins al moment; ii) el gruix de la zona crítica i la seva relació amb les zones de falles a les àrees d’estudi; i iii) proporcionar informació valuosa sobre la xarxa de falles per a les avaluacions de risc sísmic. La signatura sísmica de les zones de falla, incloses les de les múltiples falles cegues i les zones fracturades identificades als diferents perfils, va quedar ben demostrada mitjançant models de velocitat en profunditat 2D (ones -S i -P). Les firmes sísmiques de les zones de falla i de les falles cegues es caracteritzen per contrastos de baixa velocitat de Vs 500-1000 m/s i Vp 1300-1700 m/s com a conseqüència de la reducció dels mòduls bulk i cisalla al llarg del plans de falla. Els perfils de Carrascoy i La Torrecilla presenten més concentracions de zones de falla que els perfils de La Salut Sud i La Salut Nord, indicant la possibilitat de tractar-se de falles menys madures. La zona crítica (CZ) es caracteritza per baixes velocitats sísmiques Vs < 600 m/s i Vp < 1300 m/s, la qual cosa és consistent amb la capa d'alta resistivitat esperada dels sediments al·luvials del Quaternari als perfils de La Torrecilla, La Salut Nord i La Salut Sud, així com la Unitat Roja i l'al·luvial Plistocè-Quaternari al perfil de Carrascoy. L'espessor de la CZ al perfil de La Salut Nord oscil·la entre els 35-45 m i al perfil de La Salut Sud entre els 40-47,5 m. A més, la capa de CZ més gruixuda es descobreix al perfil de La Torrecilla amb un gruix d'uns 40-50 m i la CZ més fina es troba al perfil de Carrascoy amb un gruix d'uns 30-40 m. A més, els resultats també demostren la relació de les zones de falles actives amb el gruix de la CZ. La presència de falles pot contribuir a la topografia observada de la CZ de dues maneres: canvis en l'elevació del basament rocós com a conseqüència dels canvis a la geometria de les falles i/o un augment en el nombre de fragments de la capa de regòlit, sent la capa de la CZ prop de la zona de falla relativament més gruixuda que en llocs allunyats de la zona de falla. La caracterització de les ones de cisalla del subsòl que es presenta en aquest treball proporciona un protocol metodològic i de retroalimentació per estudiar el subsòl suc de les falles actives, complementant els models geològics previs basats en trinxeres paleosismològiques, i, per tant, es poden utilitzar per millorar la avaluació de la perillositat sísmica i l’estudi de les zones crítiques (CZ) d’aquesta i altres regions tectònicament actives del món., [spa] El Sistema Tierra está formado por cuatro componentes que sustentan la vida: la atmósfera, la biosfera, la hidrosfera y la geosfera. La compleja región en la que interactúan estos elementos es conocida como la ‘Zona Crítica’. La zona crítica (CZ) es crucial para nuestra sociedad, ya que alberga una amplia gama de procesos hidrológicos, geoquímicos y biológicos que operan a numerosas escalas y dan forma a los paisajes, sustentan los ecosistemas y controlan la disponibilidad de recursos. La CZ y por extensión el subsuelo poco profundo albergan la actividad y las infraestructuras socialmente útiles, por lo que son vulnerables a los riesgos naturales, como los fenómenos meteorológicos extremos, la actividad volcánica o los terremotos. Por ello, es fundamental investigar y monitorizar la CZ, para comprender su geometría, extensión y propiedades físicas con el fin de elaborar evaluaciones completas de los peligros que podrían producirse en relación con esta zona tan importante. El sureste de la Península Ibérica se caracteriza por una moderada pero intensa actividad sísmica que ha causado importantes daños desde tiempos históricos. La sismicidad en esa zona se distribuye a lo largo de una banda de deformación relativamente amplia, paralela a la costa, formada por un sistema de fallas con deslizamientos bien desarrollados, conocida como Zona de Cizalla Bética Oriental (ZCBO). La ZCBO, que discurre a lo largo del límite sur de la Depresión del Guadalentín, es una zona densamente poblada y con una gran actividad agrícola. Por lo tanto, la actividad de las fallas en la ZCBO representa un peligro sísmico con un impacto social y económico potencialmente muy significativo. Esta memoria se centra en la caracterización de la estructura y características-naturaleza del subsuelo somero de los sistemas de fallas/fracturas de Carrascoy y Alhama de Murcia, en el SE de la Península Ibérica. Para lograr esta caracterización, se construyeron diferentes modelos de velocidad-profundidad de ondas de cizalla basados en el Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW siglas en inglés). Se construyeron también modelos de ondas P, y de resistividad mediante métodos de tomografía de ondas P y/o Tomografía de Resistividad Eléctrica (ERT). También se incorporaron estudios de geología de superficie (por ejemplo, cartografía geológica y estudio de paleosismicidad, trincheras) para proporcionar modelos de propiedades físicas del subsuelo. Las velocidades de las ondas S se estimaron a partir de las ondas superficiales registradas en datos de sísmica de reflexión de incidencia vertical convencional (fuente controlada). La velocidad de las ondas P se determinó a partir de la tomografía de tiempos de viaje de las primeras llegadas de los mismos registros. Los modelos resultantes contribuyeron a determinar los siguientes puntos: i) la identificación de zonas de fallas poco profundas, incluidas una serie de fallas ciegas desconocidas hasta el momento; ii) el grosor de la zona crítica y su relación con las zonas de fallas en las áreas de estudio; y iii) proporcionar información valiosa sobre la red de fallas para las evaluaciones de riesgo sísmico. La firma sísmica de las zonas de falla, incluidas las de las múltiples fallas ciegas y las zonas fracturadas identificadas en los diferentes perfiles, quedó bien reflejada en los modelos de velocidad en función de la profundidad 2D (ondas -S y -P). Las zonas de fractura incluidas las fallas ciegas se caracterizan por reflejar anomalías de velocidad relativamente baja en el orden de Vs 500-1000 m/s y Vp 1300-1700 m/s, esto refleja una reducción de los módulos bulk y de cizalla en el entorno y a lo largo del plano de falla. Los perfiles de Carrascoy y La Torrecilla presentan mayores concentraciones de zonas de fractura (falla) que los perfiles de La Salud Sur y La Salud Norte. Esta disminución posiblemente indica zona de fallas menos maduras. La zona crítica (CZ) se caracteriza, en general, por presentar anomalías de bajas velocidades sísmicas Vs < 600 m/s y Vp < 1300 m/s, lo cual se congelaciona con la capa de baja resistividad esperada en los sedimentos aluviales poco consolidados del Cuaternario en los perfiles de La Torrecilla, La Salud Norte y La Salud Sur, así como la Unidad Roja y el aluvial Pleistoceno- Cuaternario en el perfil de Carrascoy. El espesor de la CZ en el perfil de La Salud Norte oscila entre los 35-45 m y en el perfil de La Salud Sur entre los 40-47,5 m. Además, la capa de CZ más gruesa aparece en el perfil de La Torrecilla con un espesor de unos 40-50 m y la CZ más fina se encuentra en el perfil de Carrascoy con un espesor de unos 30-40 m. Los modelos también revelan la relación de las zonas de fallas, zonas más fracturadas con el espesor de la CZ. La presencia de fallas puede contribuir a la topografía observada de la CZ de dos maneras: cambios en la elevación del basamento rocoso como consecuencia de los cambios en la geometría de las fallas y/o un aumento en el número de fragmentos de la capa de regolito, siendo la capa de la CZ cerca de la zona de falla relativamente más gruesa que en lugares alejados de la zona de falla. La caracterización de las ondas de cizalla del subsuelo que se presenta en este trabajo proporciona un protocolo metodológico y de retroalimentación para estudiar la CZ y por extensión el subsuelo más somero en el entorno de redes de fracturación, y fallas, proporcionando información sobre su geometría y extensión en profundidad reduciendo la incertidumbre de los modelos geológicos previos basados en trincheras paleosismológicas, y, por tanto, éstos pueden utilizarse para mejorar la evaluación de la peligrosidad sísmica y el estudio de las zonas críticas (CZ) de ésta y otras regiones tectónicamente activas.

[eng] Geothermal energy is a renewable source of energy that harnesses heat from the Earth's interior. Temperature increases with depth, defining the geothermal gradient, which can be variable depending on the geological context. The geological setting of western Europe favors a relatively high geothermal gradient that could be exploited to generate electricity or for its direct use, for example, for its application in industry, greenhouses, or heating systems. In each of these cases, geothermal could favor the community's energy independence and reduce the use of polluting energy sources. To appropriately exploit areas with a significant geothermal gradient, it is essential to know the origin of the temperature anomaly and the system's functioning. In this context, developing appropriate exploration methodologies and techniques is essential for its adequate and efficient use. This thesis develops a methodology focused on a geothermal system type characterized by being located in highly fractured zones. These fractures connect the surface with great depths, allowing the rapid ascent of deep fluids at high temperatures without giving them time to cool down. Specifically, this thesis applies this methodology to a study case located in the Vallès Basin, close to Barcelona city (NE Iberian Peninsula), where some localities, such as La Garriga and Caldes de Montbui towns, have thermal hot springs (60ºC and 70ºC, respectively). In particular, the methodology applied to study the Vallès Basin geothermal fractured system, is focused on two main cores, geophysical and geological techniques. Geophysical methods allow the characterization of the subsurface physical properties, reaching great depths without having to drill. For example, if the physical characteristics of the subsurface have enough contrast, they could allow distinguishing between different types of rocks, fractured zones, or if there is any fluid circulation. However, the geophysical results have to be complemented with other geoscientific studies in order to make a proper interpretation. In this case, this thesis includes a characterization of the area's geology, fracturing, and hydrology. Finally, the integration of the applied techniques has allowed the understanding of the origin and system's functioning, which is presented in the form of a 3D conceptual model, geological model, and temperature model. This innovative methodology, which integrates different geoscientific techniques at different scales, combining traditional techniques with novel digital tools, has facilitated the characterization of a geothermal system controlled by geological structures. Therefore, it is established as a methodical option to characterize systems of similar origin., [cat] La Geotèrmia és una font renovable d'energia que aprofita la temperatura de l'interior de la Terra. El grau en què aquesta temperatura augmenta en profunditat, ve definint pel gradient geotèrmic, el qual pot ser variable segons el context geològic. La geologia de la regió oest del continent europeu afavoreix un gradient geotèrmic relativament alt que podria ser aprofitat per generar electricitat o per a ús directe, com és el cas d'aplicacions en indústria, hivernacles o sistemes de calefacció. En qualsevol cas, la geotèrmia podria afavorir la independència energètica i una disminució en l’ús de fonts d’energia contaminants. Per a un aprofitament d'aquestes zones amb un gradient geotèrmic significatiu, és essencial conèixer-ne l'origen i el funcionament. En aquest context, és basic desenvolupar metodologies d'exploració que siguin adequades i eficients. Aquesta tesis desenvolupa una metodologia aplicada a un exemple de sistema geotèrmic caracteritzat per estar ubicat en una zona molt fracturada. Aquestes fractures connecten la superfície amb grans profunditats, permetent l'ascens ràpid de fluids profunds que es troben a temperatures altes, sense que els doni temps a refredar-se. Concretament, aquesta zona d'estudi es situa a la Conca del Vallès (NE Península Ibèrica), on algunes localitats com La Garriga i Caldes de Montbui, tenen surgències d'aigua termal (60ºC i 70ºC, respectivament). Concretament, la metodologia aplicada es basa en dues parts principals: l'exploració geofísica i la geològica. Els mètodes geofísics ens permeten conèixer les propietats físiques del subsol arribant a grans profunditats sense haver de fer perforacions. Si les característiques físiques del terreny presenten un contrast suficient, poden permetre, per exemple, distingir entre tipus de roques, zones fracturades, o si hi ha circulació d'algun fluid. Tot i així, els resultats geofísics s'han de complementar amb altres estudis geocientífics per una correcta interpretació dels resultats. En aquest cas, aquesta tesis inclou una caracterització de la geologia, la fracturació i la hidrologia de la zona. La integració final de totes les dades ha permès entendre l'origen i el funcionament d'aquest sistema, resultat del qual es presenta en forma d'un model 3D conceptual, geològic i de temperatures. Aquesta metodologia innovadora, que integra diferents tècniques geocientífiques a escala diferent, ha combinat tècniques tradicionals amb eines digitals noves, facilitant la caracterització d'un sistema geotèrmic controlat per estructures geològiques. Per tant, s’estableix com una opció metòdica a seguir per a la caracterització de sistemes d’origen similar.

Groundwater is a fundamental and strategic resource for water supply of coastal areas, especially in the Mediterranean basin where the irregularity of precipitation, both seasonally and year-onyear, put at risk the availability of surface water in the rivers, which go from being dry for long periods to causing torrential discharges. In particular, if the exploitation of coastal aquifers is not properly managed and the quality of groundwater is not monitored regularly, important sectors of the aquifer may be affected by saltwater intrusion, and cause the abandonment of the wells. Geophysical methods are a very effective complement to provide indirect information on groundwater salinity in areas of the aquifer where wells or piezometers are not available for sampling. This study presents the results obtained from the application of different geophysical methods in the coastal aquifer of Oued Laou (Morocco) as a complement to hydrochemical data. Four geophysical methods, two electrical: vertical electrical sounding and electrical resistivity tomography, and two electromagnetic: frequency domain EM and time domain EM sounding. The comparative analysis of the results obtained by each method has made it possible to assess the coherence and complementarity of each method, as well as their corresponding advantages and limitations in terms of resolution and cost-effectiveness.

[eng] In this PhD work, we carry out a geophysical and geological study of two classical examples of rifted continental margins: the Gulf of Lions (GoL), located in the Western Mediterranean, and the Tagus Abyssal Plain (TAP), located in the West Iberia margin. In spite of numerous previous studies of these regions, there is a debate on the crustal structure and the processes that led to the formation of the basin. Our study aims to 1) determine the nature of rocks forming the main geological domains of the basin, 2) define the tectonic structure of the basement and 3) place constrains and discuss the kinematics and tectonic and magmatic mechanisms involved in basin formation. To study the GoL, we used a geophysical data set acquired during the SARDINIA-2006 survey by the Ifremer Institute (France). In particular, we used a Multi-Channel Seismic (MCS) line and a coincident Wide-Angle Seismic (WAS) profile. Altogether, these lines cover a seismic transect that runs NW-SE across the GoL until the central part of the Liguro-Provençal basin. The geophysical data used to study the TAP were collected during the FRAME-2018 survey within the framework of the FRAME project. We present spatially coincident MCS and WAS data, along a 350 km-long, E-W trending profile located at 38º N, crossing the basin in the North-West Iberian margin. We apply joint refraction and reflection travel-time tomography (TT) that combines travel-times from MCS and WAS data to provide new constraints on the structure and petrological nature of basement domains along the margins. The result of this joint WAS- MCS tomography is a P-waves velocity (Vp) model of the margin that is fully consistent with the MCS image along the profile, making the geological interpretation less subjective. The processing of MCS data provides the tectonic structure and geometry of the sedimentary basins. The results from the GoL support the existence of three geological domains that are: 1) a continental domain formed by normal faults that tilted the continental basement, 2) a ~100 km wide domain bounded by continental crust domains, characterized by a 4-5 km thick layer with high velocity and steep gradients that we interpret as a lens-shaped body of oceanic crust and 3) a thin continental crust (, [spa] En esta tesis doctoral, se ha realizado un estudio geofísico y geológico de dos ejemplos clásicos de márgenes continentales: el margen de la Cuenca de Liguria y el margen de la Llanura Abisal del Tajo, ubicada en el margen Oeste de Iberia. A pesar de los diversos estudios previos de estas regiones, existe un debate abierto tanto sobre su estructura cortical como sobre los procesos que operaban durante su formación. Este trabajo de tesis ha tenido como objetivos: 1) determinar la naturaleza de las rocas que forman los principales dominios geológicos de ambos márgenes, 2) definir la estructura tectónica del basamento y 3) discutir la cinemática y la interacción de mecanismos tectónicos y magmáticos involucrados en la formación de los márgenes. Para conseguir estos objetivos, se han analizado e integrado diversos datos geofísicos. Los datos principales son de sísmica de reflexión de “streamer” multicanal y de sísmica de refracción y refracción de gran ángulo marinos. También se han integrado datos batimétricos y gravimétricos. La parte metodológica más novedosa de esta tesis es la utilización de los tiempos de trayecto de fases sísmicas de datos de streamer y gran ángulo en una tomografía conjunta. Esta metodología permite determinar con más precisión que otros métodos las velocidades de las ondas sísmicas (Vp) a través del basamento a lo largo de los perfiles. El modelo resultante permite establecer la naturaleza petrológica con menos incertidumbre que los métodos más comúnmente usados. El análisis, procesamiento, modelado e interpretación de estos conjuntos de datos permite una interpretación novedosa de los aspectos relacionados con la estructura y naturaleza de la corteza, así como la discusión de nuevas propuestas para los procesos tectónicos que llevaron a la configuración actual de cada uno de los ejemplos de márgenes continentales. La interpretación desarrollada difiere en gran medida de modelos previos en cuanto a la formación de ambos sistemas de rifting. Por ello, proponemos que su integración ofrece la oportunidad de revisar modelos conceptuales existentes en la literatura. En particular, los resultados muestran que la respuesta de la litosfera continental a los procesos de extensión puede ser más compleja de lo que se suponía hasta ahora.

The integration of geophysical methods, together with the previous information of the Valles basin area, has resulted in the creation of a new conceptual model that explains La Garriga-Samalus geothermal system. The integration of complementary geophysical methods seems to be a good option for the preliminary stages of a geothermal system exploration, especially in urban areas. An integrated seismic ambient noise, magnetotellurics, and gravity methods were used to determine the geological units and structures which control the La Garriga-Samalus geothermal system. The 2D resistivity and density models have allowed the identification of the four main units which regulate the geothermal system: the Miocene basin, the Prelitoral Range unit, the Valles Faut Zone, and the Paleozoic basement. The interpretation of our models set the Valles Fault Zone, which is characterized by an anomalous low resistivity and low density, as the main path for the hot fluids. Moreover, the geophysical characterization established a new geometry for the Miocene basin. The Miocene basin presents a stepwise morphology, with the minor thickness towards the fault and an increasing thickness towards the center of the basin. This geometry seems to be related to synthetic normal faults. These results have evidenced that, although, in some geothermal systems, the warm water may create an insufficient physical contrast; the appropriate use of some techniques can still be useful for the exploration of medium and low-temperature geothermal systems.

The upper crustal structure of the central Cantabrian Mountains consists of a block of Variscan basement uplifted over the Duero basin as a consequence of a southward displacement along a major thrust during the convergence between Europe and Iberia in the Eocene-Oligocene (Alpine orogeny). We present the results of the 3-D modeling of thirteen new magnetotelluric sites, five of them being completed by long period data, over a 100 km-long, N-S oriented profile across the central Cantabrian Mountains and the Duero basin. Dimensionality analyses indicated a dominant E-W direction but with influence of 3-D structures at long periods and locally in the Cantabrian Mountains. Accordingly, we performed a 3-D joint inversion of the full impedance tensor and the geomagnetic transfer function following a sequential inversion workflow. The inverse model presents similarities with existing lithospheric models. In the southern part of the area, the conductive sediments of the Duero basin over a high resistive and homogeneous Iberian lithosphere are well delineated. Towards the north, beneath the Cantabrian Mountains, the model reveals a heterogeneous and conductive lithosphere, in which various elongated and dipping conductors in the upper and middle crust are associated with major Alpine thrusts, one being the frontal thrust of the Cantabrian Mountains over the Duero basin. At deeper depths (between 20 and 35 km depth), the Iberian crust appears as subducting to the north beneath a conductive zone interpreted as the hydrated mantle wedge of the north-Iberian continental margin.

© The Author(s) 2020., The Lorca earthquake (May 11th, 2011, Mw 5.2) stands as the most destructive one in Spain over the last 50 years, interpreted as having occurred in an intersegment zone of the strike–slip Alhama de Murcia Fault (AMF) (Eastern Betics, Spain). Magnetotelluric data were acquired along a profile to the SW of Lorca (La Torrecilla profile), to characterize its signature at depth, as part of the multidisciplinary project “INTERGEOSIMA”. Given the short distance between stations, some station pairs were recorded simultaneously, with magnetic sensors in only one of them. In order to properly understand the resulting impedances (called interstation impedances), and the effects of inverting them, we used synthetic models to compare the impedances and the interstation impedances and to analyze the corresponding inversion results, together with the inversion of the quasi-impedance (inversion of the interstation impedances, considering them as impedances). The results are sensitive to the location of the magnetic sensors and the resistivity underneath, but in general the use of the quasi-impedances in the inversion can be considered a valid procedure. Both the 2D and the 3D resistivity models obtained through the inversion allowed us to complement the previous ERT models and represent the continuation of the main fault gouge in depth showing its extension towards the SE., This research was funded by the INGERGEOSIMA project: CGL2013-47412 from the Ministerio de Economía y Competitividad of the Spanish Govern‑ ment and by project CGL2017-82169-C2-2-R from Agencia Estatal de Investigación (AEI) of the Spanish Government and Fondo Europeo de DesarrolloRegional (FEDER).

Continent-continent collisions are responsible for the formation of large mountain ranges like the Himalayas and the Alps and play a primary role in the development of the continents. The continental collision between the Iberian and European plates during the Alpine Orogeny resulted in the formation of the Pyrenees. In this study new electromagnetic data from the Eastern Pyrenees were complemented with older data from the Central Pyrenees, constraining the physical and geological processes at the eastern end of the Pyrenean mountain range. The electrical resistivity distribution beneath the Central-Eastern Pyrenees was characterized by means of three-dimensional (3-D) joint inversion of three electromagnetic datasets: (1) the MT impedance tensor (Z), (2) the geomagnetic transfer function (T), and (3) the inter-station horizontal magnetic transfer function (H). The main finding was the non-continuity to the east of the major conductive anomaly observed previously beneath the Central and West-Central Pyrenees related to partial melting of the Iberian subducted lower crust. Lower amounts of water (related to the presence of muscovite and biotite) in the subducted lower crust beneath the Eastern Pyrenees were suggested to explain the lack of partial melting in this part of the mountain range. The electrical resistivity model also revealed higher electrical resistivity values for the lithospheric mantle beneath the Eastern Pyrenees than beneath the Central Pyrenees, thus supporting the hypothesis of an heterogeneous Iberian plate inherited from the Variscan Orogeny. A less clear signature was the lateral variation along the strike direction of the lithosphere-asthenosphere boundary beneath the Eastern Pyrenees (relatively flat, between 110 km and 140 km depth) and the Central Pyrenees (north dipping, between 80 km and 120 km depth beneath the Iberian Plate and between 110 km and 160 km depth beneath the European plate), supporting the hypothesis of a missing lithospheric root beneath the Eastern Pyrenees.

Treballs Finals de Grau en Geografia, Facultat de Geografia i Història, Universitat de Barcelona, Curs: 2018-2019, Tutor: Mª Carmen Moreno, El objetivo fundamental de este trabajo es el de establecer la validez de los datos de detección de descargas eléctricas atmosféricas totales (nube/nube y nube/tierra) como fuente fiable de información geofísica Un objetivo secundario será el de establecer la potencial utilización de dicha fuente de información geofísica para la prospección de depósitos subterráneos de agua en regiones áridas y semiáridas. Como hipótesis principal de trabajo se plantea que la recurrencia de las descargas eléctricas sobre una determinada zona geográfica pueda estar relacionada con la estructura geológica del subsuelo.

Treballs Finals de Grau de Física, Facultat de Física, Universitat de Barcelona, Curs: 2017, Tutor: Alex Marcuello, Controlled-source electromagnetics (CSEM) is an active geophysical technique sensitive to the electrical resistivity of the subsoil, with the peculiarity that the source producing the electromagnetic signal is a man-made device. It has been largely applied for offshore environments in hydrocarbon exploration due to the good penetration depth and resolution, although its application onshore is still under investigation because it is less favorable. In order to study this technique, a dataset was acquired at Samalús (Vallès Oriental) the 22nd and 23rd February, 2017; and in this work a 1D model simulation and interpretation of these data is presented.

[spa] El ambiente geotectónico en que se ubica Costa Rica, ha permitido el desarrollo de un arco volcánico activo, contexto geológico que favorece la formación de sistemas hidrotermales con potencial geotérmico; fuente de energía autóctona, sostenible y de bajo impacto para el ambiente, que por sus características se ajusta a las políticas económicas y ambientales del país. No obstante, es bien conocido que el desarrollo de un proyecto geotérmico implica un alto riesgo económico, lo que se ha tornado en un factor determinante a nivel mundial, que limita un mayor provecho de este recurso para generar electricidad. Sin embargo, en Costa Rica la energía geotérmica es estratégicamente importante, pues se utiliza en la base de la matriz eléctrica, por lo que el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) tiene programado iniciar en el primer semestre del 2018 el desarrollo del campo geotérmico Borinquen, ubicado en la falda oeste del volcán Rincón de la Vieja, Guanacaste, Costa Rica. Proyecto que dio origen a esta tesis doctoral, cuyo principal objetivo es mejorar la comprensión del sistema hidrotermal relacionado con la zona geotérmica Borinquen, para mitigar el riesgo asociado al desarrollo en busca de logar una explotación sostenible. Para lo cual, la investigación se enfoca en tres aspectos principales: El trabajo inicia con los estudios de exploración a nivel regional, con el fin de plantear un modelo volcanológico estructural del área de estudio. El cual se realiza con base en datos obtenidos por el ICE desde 1974, conjuntamente con nuevos trabajos de teledetección, geología de campo, descripciones exhaustivas de perforaciones, dataciones radiométricas, reinterpretación de datos gravimétricos y análisis de sismos naturales e inducidos; lo que permite describir la estratigrafía, estructura y evolución volcánica de la zona de interés. El estudio continúa con investigaciones más detalladas en el flanco suroeste del volcán Rincón de la Vieja, en busca de corroborar la existencia de un sistema hidrotermal económicamente explotable y plantear un modelo conceptual de la zona geotérmica Borinquen. Se utiliza como base el modelo volcanológico estructural, se analiza e integra la distribución de la: litoestratigrafía, mineralogía de alteración, resistiva aparente, gradiente térmico, así como composición geoquímica e isotópica de los fluidos provenientes de agua meteórica, manifestaciones hidrotermales y pozos. Información con la que se determina la ubicación de: fuente de calor, reservorio, capa sello, zona de recarga, pasos preferenciales y dirección del fluido. En la tercera parte del estudio, se diseña una estrategia inicial de desarrollo viable para la zona Geotérmica Borinquen. Se integra y analiza la información geológica, geofísica, gradiente térmico y el modelo conceptual del sistema hidrotermal, para generar modelos de aptitud con los que se zonifica el recurso geotérmico de alta entalpía, e identifican las áreas aptas para ubicar: las zonas de producción y reinyección; así como, las plazoletas de perforación. Además, por medio del método volumétrico “USGS Heat in Palce” y el simulador Montecarlo, se evalúa el potencial geotérmico y estima la energía eléctrica que puede generar el área destinada como zona de producción, con un fundamento estadístico y probabilístico. Con esta información se calcula el número de pozos necesarios para iniciar la producción de 50 MWe y plantear una estrategia inicial de desarrollo viable, que busca fundar las bases para lograr la explotación sostenible del Campo Geotérmico Borinquen., [eng] The Costa Rican Electricity Utility (ICE) has programmed to start the first semester of 2018 with the development of the Borinquen Geothermal Field, located on the western flank of the the Rincón de la Vieja volcano, Guanacaste, Costa Rica. The mentioned Project has given rise to this Doctoral Thesis, which has the main objective of bettering the understanding of the hydrotheral system related with the Borinquen geothermal zone, in order to mitigate the risk associated with development, in the search of achisustainable exploitation. That is why this investigation focuses on three main aspects: Work begins with regional exploration studies, with the aim of proposing a vulcanologic-structural model for the study area. This is done based on the data obtained by ICE since 1974, along with new studies of teledetection, field geology, exhaustive borehole descriptions, radiometric datings, reinterpretación of gravimetric data as well as the analysis of natural and induced sismic activity; which have permitted to discover the stratigraphy, strucucture and volcanic evolution in the area of interest. Work continues with more detailed invsetigations on the southwest flank of the Rincón de la Vieja volcano, in search of confirming the existence of an economically exploitable hydrothermal system and propose a conceptual model for the Borinquen geothermal zone. Using the vulcanologic-structural model as a base, lithology, alteration mineralogy, apparent resistivity, geothermal gradient, the geochemical and isotopic composition of the meteoric waters, hydrothermal manifestations and boreholes are analyzed and integrated. This information is used to determine the location of: the heat source, the reservoir, the cap rock, the recharge zone and preferential flow directions. In the third part of hte study, an initial development strategy, viable for the Borinquen geohtermal zone, is designed. Geologic, geophysical and thermal gradient information is analyzed and integrated with the conceptual hydrothermal system model to locate: production and reinjection zones; as well as well pads for boreholes. Also, by of the volumetric method “USGS Heat in Place” and a Montecarlo simulator, the geothermal potential is evaluated and an estimate of the electric energy that can be generated is made for the production zone, based on statistics and probability. With this information the number of boreholes is calculated to start a production of 50 MWe and propose an initial strategy for viable development, which searches to form the base for achieving a sustainable exploitation of the Borinquen Geothermal Field.

La presente tesis tiene como objetivos el desarrollo, aplicación, calibración y validación del uso de información geofísica para la gestión, la caracterización y el estudio de la vulnerabilidad a la contaminación de los recursos hídricos subterráneos, planteando la eficiente integración de toda la información disponible. El proyecto de tesis ha desarrollado nuevas metodologías de aplicación de diferentes técnicas no destructivas (geofísicas) y ha validado la interpretación de los resultados obtenidos como apoyo para delimitar las zonas más favorables para la explotación de los recursos hídricos subterráneos, así como para evaluar la vulnerabilidad a la contaminación de los acuíferos, facilitando la protección y el control de las zonas más sensibles. Las principales fortalezas de las metodologías desarrolladas son su rapidez, resolución y la favorable relación coste/beneficio. Para ello se ha planteado el uso combinado de técnicas geofísicas ampliamente difundidas y contrastadas, como son la tomografía de resistividad eléctrica (ERT), los sondeos eléctricos verticales (SEV) y la gravimetría, con los generalmente más invasivos y costosos, pero siempre necesarios, métodos de caracterización directa clásicos (sondeos y piezómetros de investigación, ensayos de bombeo e infiltración y ensayos de laboratorio). Para validar las metodologías, éstas se han aplicado a distintos tipos de acuíferos, con diferentes problemáticas a tratar y distintas escalas y estrategias de trabajo. Los casos de aplicación se han seleccionado porque ocupan y preocupan en la actualidad a los gestores locales de aguas subterráneas. El primer caso de aplicación estudiado es la Cuenca de Valls. El comportamiento de las aguas subterráneas en esta zona se puede asimilar al de un sistema acuífero multicapa. En la cuenca de Valls se ha realizado un estudio cuantitativo y cualitativo de las aguas subterráneas en una zona declarada vulnerable a la contaminación de las aguas subterráneas, con una escala de trabajo regional (quilométrica), a partir de la reinterpretación de información ya existente. El tratamiento específico efectuado a datos de sondeos eléctricos verticales y su reinterpretación, apoyada en los datos de pozos disponibles, ha permitido también caracterizar a escala regional las características hidráulicas del sistema acuífero y la vulnerabilidad a la contaminación del mismo a través de la zona no saturada. Los métodos geofísicos han mostrado su utilidad en esta aplicación, proporcionado información muy valiosa de forma no destructiva, es decir sin necesidad de realizar nuevas perforaciones en el terreno que podrían actuar como vías preferentes para el paso de contaminantes hacia el acuífero. En el segundo y tercer caso de aplicación, Cubeta d’Abrera y Vall Baixa del Llobregat, el estudio también ha sido cuantitativo y cualitativo pero en este caso el comportamiento de las aguas subterráneas estudiadas se puede asimilar al de un acuífero libre. En estas zonas, el estudio se ha realizado a una escala intermedia (centenares de metros en el meandro de Ca n’Albareda) y local (métrica para las balsas de recarga artificial). En la Cubeta de Abrera y la Vall Baixa el trabajo se ha centrado en recopilar información preexistente (ya que se trata de una de las zonas más estudiadas de Europa) y en adquirir nueva información con un nivel de detalle inédito en la zona (caso de información geofísica). El uso combinado de la información proporcionada por fuentes diversas, como la cartografía hidrogeológica de la zona, la estructura del subsuelo definida por sondeos mecánicos, los resultados de los ensayos granulométricos de las muestras del sondeo más próximo, de campañas de prospección electromagnética y la interpretación de perfiles geoeléctricos realizados específicamente para este estudio, ha permitido establecer una metodología combinada para la mejor caracterización del medio acuífero implicado en la recarga artificial. La tomografía de resistividad eléctrica (ERT) en particular se ha mostrado como un método no destructivo, de bajo coste y elevada resolución, flexible y adaptable a distintas escalas de trabajo y tipos de adquisición que interfiere poco en el funcionamiento de las balsas de recarga artificial y permite caracterizar de un modo eficiente heterogeneidades hidrogeológicas del subsuelo y monitorizar procesos de infiltración y de colmatación en balsas de recarga artificial., The goal of the present PhD thesis has been the development, application, calibration and validation of the use of geophysical information for management, characterization and study of vulnerability to contamination of groundwater resources in an efficient manner. During the thesis project we have developed new methodologies for applying different nondestructive techniques (geophysics) to validate the interpretation of the results as a support tool for the evaluation of the most favorable areas for groundwater collection, as well as assessing vulnerability to contamination of aquifers, facilitating the protection and control of the most vulnerable areas to be polluted. The main strengths of the methodologies developed here are the speed of application, their resolution and effective cost / benefit ratio. To achieve our aim we combine the use of widespread and reliable geophysical techniques, such as electrical resistivity tomography (ERT), vertical electrical soundings (VES) and gravimetry, with generally more invasive and expensive, but always necessary, hydrogeological classical methods like research piezometers, pumping and infiltration tests and laboratory assays. The methodologies have been applied to different types of aquifers, with different problems to deal with, at different scales and with different approaches. The case studies have been chosen because they concern local managers of groundwater resources. The first case study is an aquifer system located in the Valls Basin. We realize that groundwater behavior could be associated to a multilayer aquifer system and, therefore, we have carried out a regional scale quantitative and qualitative study of the aquifer system from the reinterpretation of existing information in a groundwater system partially declared vulnerable to the surface pollution due to nitrates. In the second and third case studies, Cubeta d'Abrera and Llobregat artificial recharge ponds respectively, the study has also been quantitative and qualitative but in these cases the behavior of the groundwater can be associated to an unconfined aquifer. In this part, work has focused on gathering background information (as it is one of the most studied areas of Europe) and on acquiring and processing new geophysics data with an unprecedented level of detail in this area. The use of complementary direct and indirect methods such as boreholes, grain-size analysis, infiltration tests and electromagnetic and geoelectrical surveys has allowed to improve the diagnosis of the saturated and non-saturated zone for better characterization of the geological environment involved in the managed recharge system. In particular, the ERT technique, a low cost and a high resolution tool has shown to be flexible and adaptable for surveying at different scales and arrays without disturbing the recharge process and also has demonstrated the usefulness of geophysical imaging to unveil hydrogeological heterogeneities and monitoring infiltration and clogging processes in surface Managed Aquifer Recharge systems.

S’hi presenten les recerques realitzades a l’assentament fortificat ibèric del Cabeçó de Mariola (Alfafara, Alacant; Bocairent, València). S’hi han realitzat prospeccions superficials, geofísica i sondejos arqueològics assistits amb tecnologies geoespacials, a més de la inserció del lloc en el seu entorn territorial mitjançant els SIG. Els resultats mostren una àmplia seqüència d’ocupació, datada entre els segles IX i I aC, d’un important centre fortificat que controla un pas estratègic per a les comunicacions comarcals. Durant el període Ibèric tardà, en els segles II-I, presenta una intensa reestructuració de l’habitatge i les fortificacions que acabarà amb una violenta destrucció en el primer terç del s. I aC. Se presentan las investigaciones realizadas en el asentamiento fortificado ibérico de El Cabeçó de Mariola (Alfafara, Alicante; Bocairent, Valencia). Se han realizado prospecciones superficiales, geofísicas y sondeos arqueológicos asistidos con tecnologías geoespaciales, además de la inserción del lugar en su entorno territorial mediante los SIG. Los resultados muestran una amplia secuencia de ocupación, fechada entre los siglos IX y I aC, de un importante centro fortificado que controla un paso estratégico para las comunicaciones comarcales. Durante el periodo Ibérico tardío, en los siglos II-I, presenta una intensa reestructuración de la vivienda y las fortificaciones que terminará con una violenta destrucción en el primer tercio del s. I a.C. In this paper we present our research work on the Iberian fortified settlement of El Cabeçó de Mariola (Alfafara, Alicante; Bocairent, Valencia). We have carried out surface and geophysical surveys as well as archaeological excavations assisted by geospatial technologies, in addition to the insertion of the site in its territorial setting by using GIS. The results show a wide sequence of occupation, ranging from the 9th to the 1st centuries BC, of an important fortified centre which controls a strategic communication corridor in this area. During the Late Iberian Iron Age period, in the 2nd-1st centuries BC, we observe an intense restructuring of both the settlement and the fortifications which ended up with a violent destruction in the early 1st century BC. Aquesta recerca ha estat finançada pels projectes Arqueología de la conquista e implantación romana en Hispania. Estrategias y modelos de control territorial en el este de la provincia Citerior (ss. II-I aC). HAR2012-37003-C03-02 del MINECO, entre el 2013 i 2015, i en l’actualitat amb el projecte Análisis arqueológico y valorización patrimonial de tres paisajes de la conquista romana de Hispania (siglos II-I aC). El este de la provincia Citerior HAR2015-64601-C3-2-R del MINECO.

In the magnetotelluric (MT) method, the analysis of geoelectric dimensionality has acquired special importance in the last years, because numerical codes have made it possible to model and invert data using either one-dimensional (1D), two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) approaches. We present a FORTRAN code termed WALDIM to perform the dimensionality analysis of a set of MT data, according to the WAL rotational invariants criteria. These criteria are based on the possible annulment of the invariants of the MT tensor, which allow retrieval of as much information as possible from this tensor, without taking any a priori dimensionality assumption. When determining the dimensionality of real and therefore noisy data, two problems arise. The first is due to the data errors, which propagate into the invariants values, and therefore, to the determination of the dimensionality. The second is the fact that the invariants are rarely precisely zero, and the definition of a threshold is necessary. To solve these problems, WALDIM takes into account the data errors. Additionally, the dimensionality results can be grouped into frequency bands. Thus, we provide a software utility that allows providing a robust description of the dimensionality, and the parameters necessary for data correction prior to modeling. Given its completeness at analyzing the MT tensor for both individual and bands of frequencies, this code is meant to be a practical tool for MT data analysis.

Es presenten les recerques realitzades en el lloc romà de la Torre Redona (Alcoi, Alacant). S’ha emprat la combinació de tècniques de prospecció superficial, geofísica i sondejos arqueològics assistits amb tecnologies geoespacials. Els resultats mostren una ocupació ibèrica dels s. II-I aC, que va ser reorganitzada a mitjan s. I dC amb la construcció d’un assentament romà, possiblement una vil·la. Una reordenació del poblament similar es reconeix en altres territoris del sud valencià. Se presentan las investigaciones realizadas en el sitio romano de la Torre Redona (Alcoy, Alicante). Se ha empleado la combinación de técnicas de prospección superficial, geofísica y sondeos arqueológicos asistidos con tecnologías geoespaciales. Los resultados muestran una ocupación ibérica, ss. II-I a.C., que fue reorganizada a mediados del s. I d.C. con la construcción de un asentamiento romano, posiblemente una villa. Una reordenación del poblamiento similar se reconoce en otros territorios del sur valenciano. In this paper we present the research carried out in the Roman archaeological site of La Torre Redona (Alcoy, Spain). We make use of geospatial technologies applied to archaeological survey in combination with geophysics. Herein we have documented a Late Iberian occupation, dated in the 2nd-1st centuries BC, which was reorganized in the mid 1st century AD with the construction of a Roman settlement, possibly a villa. This settlement pattern can be recognized elsewhere in the region of southern Valencia. Aquest treball s’ha realitzat en el marc del projecte HAR2012-37003-C03-02 “Arqueología de la conquista e implantación romana en Hispania. Estrategias y modelos de control territorial en el Este de la Provincia Citerior (ss. II-I aC)” del MINECO.

In this paper, we review the current geophysical knowledge of the Valencia Trough Basin, and the surrounding areas. For this purpose, we summarize the most significant regional geophysical datasets acquired since the seventies to investigate the trough (seismic, gravity, geoid and heat flow data). We then focus on the discussion regarding the geometry and physical properties of the present day crustal and lithospheric structure derived from seismic images, as well as combined potential field modelling and their relationships with the Alpine geodynamic evolution of the Valencia Trough. Finally, we discuss the differences in the results regarding the geometry of the lithosphere-asthenosphere boundary obtained by different modelling approaches and the features that, in our view, require further investigation to unravel the true nature of the Valencia Trough, including what could have caused the differences between the crustal structure observed in the SW region compared to the NE region, the asymmetric style of thinning across the trough; the origin of the changes in the lower crustal reflectivity across the basin; the fabric of the uppermost mantle, characterized by anomalously low P-wave velocities; and the physical properties of the lithosphere mantle (density, Pwaves velocity, thermal conductivity, temperature distribution, mineralogical composition, etc.).

[spa] En esta tesis doctoral se presentan los resultados obtenidos a partir de la interpretación litológica y caracterización petrofísica de formaciones geológicas favorables para el sellado y almacén geológico de CO2 en diversas cuencas de la Península Ibérica. La metodología seguida comprende el estudio e interpretación conjunta de registros geofísicos de sondeos (diagrafías) pertenecientes a sondeos someros tipo "slimhole", y de registros pertenecientes a sondeos antiguos y profundos de petróleo. Para completar dicha interpretación se han utilizado otras técnicas como ensayos de campo y de laboratorio, análisis al microscopio de muestras en lámina delgada y de Difracción de Rayos X. Mediante el registro de Radioactividad Gamma Natural (GR) principalmente, se llevó a cabo una correlación estratigráfica entre las formaciones de los sondeos someros y las formaciones análogas en los sondeos profundos próximos. Posteriormente, se procedió a estudiar en paralelo la litología y la petrofísica de cada uno de ellos, para poder establecer analogías entre las diversas formaciones en superficie y en profundidad. El análisis e interpretación de los registros de imagen de sondeo, ha permitido determinar la frecuencia de fracturación localizando en profundidad zonas con debilitamiento estructural, susceptibles de ser permeables, estableciendo la idoneidad de la zona sello y almacén. A partir del registro sónico de onda completa y aplicando una técnica reciente mediante el estudio de la atenuación de las ondas sónicas, se ha estimado el parámetro lk-Seis según la metodología de Mari & Guillemot, 2012. Los atributos acústicos, necesarios para calcular dicho parámetro, han comprendido la atenuación (Att) y la ampliltud (A) de la señal acústica, por lo que fue necesario un estudio pormenorizado de las señales sónicas registradas. Este parámetro acústico ha permitido localizar zonas permeables a lo largo de las formaciones estudiadas en los sondeos someros. La caracterización petrofísica de las formaciones geológicas almacén se ha complementado con la realización de ensayos en laboratorio de conductividad hidráulica en célula triaxial, obteniéndose el valor de la permeabilidad hidráulica (Kw), la porosidad efectiva (0e) y total (09 y la superficie específica (Ss). Dichos resultados de laboratorio, han sido correlacionados con los estimados en campo a partir de ensayos de permeabilidad Lugeon, y con las identificaciones estructurales de la pared del sondeo llevadas a cabo a partir de la imagen acústica de sondeo, siendo integrados finalmente a los resultados derivados del estudio de la porosidad sónica y observaciones de permeabilidad a partir de las diagrafías., [eng] The results obtained from the lithological interpretation and petrophysical characterization of seal and reservoirs formations in the Iberian Peninsula basins for CO2 storage are presented in this PhD. The methodology has involved a complete well logging data set interpretation acquired at slim-hole and shallow boreholes, as well as vintage hydrocarbons logging data interpretation. Other techniques as field tests and laboratory analysis, thin section studies and X-Ray Diffraction analysis have been applied to complete the log interpretation and rock characterization. Stratigraphic correlation between the geological formations in shallow boreholes and similar formations in oil boreholes has been carried out using Natural Gamma Radioactivity (GR) log. Subsequently, a lithological and petrophysical studies were conducted to draw analogies between both types of wells. The analysis and interpretation of acoustic borehole image allowed determining the frequency of fracturing in depth, which was used to locate areas with structural weakening, establishing the suitability of the seal and store area. This information is useful to delineate permeable areas as well. To contrast and complete this information, full wave sonic datasets were analysed focusing on the attenuation of the sonic waves. This is a recent methodology introduced by Mari & Guillemot (2012) that provided the Ik-Seis factor. Combining this factor with other seismic parameters such as attenuation (Att) and amplitude (A) parameters of the acoustic signal has allowed locating permeable zones along the shallow formations studied. The petrophysical characterization of storage geological formations has been complemented by hydraulic conductivity tests that provide hydraulic permeability values (Kw), total effective porosity (0e), total porosity (0t) and specific surface (Ss). These laboratory results were correlated with results from field Lugeon permeability tests, as well as structural identifications from acoustic borehole image, and finally, being integrated with the sonic porosity and permeability results and observations from the well logs.

SUMMARY In the magnetotelluric technique, several methods exist to perform dimensionality analysis of the measured data using rotational invariants of the impedance tensor. Among these methods there is some dilemma on the different criteria established, which sometimes lead to nonequivalent interpretations. The aim of this work is to compare the Bahr and Weaver et al. (WAL hereafter) methods, and to propose a new method that makes both dimensionality methods consistent. This new method complements the parameters used in Bahr method with WAL invariant Q, and redefines their threshold values. To accomplish this, we used the analytical relations between both sets of parameters and re-analyse and compare the threshold values of each method. Both the Bahr and WAL methods use sets of rotational invariant parameters of the magnetotelluric tensor [M (m s −1 ); � E = M · � B] and establish a classification of their values to determine the kind of dimensionality associated to the measured data.

Over the last half decade the need for, and importance of, three-dimensional (3-D) modelling of magnetotelluric (MT) data have increased dramatically and various 3-D forward and inversion codes are in use and some have become commonly available. Comparison of forward responses and inversion results is an important step for code testing and validation prior to 'production' use. The various codes use different mathematical approximations to the problem (finite differences, finite elements or integral equations), various orientations of the coordinate system, different sign conventions for the time dependence and various inversion strategies. Additionally, the obtained results are dependent on data analysis, selection and correction as well as on the chosen mesh, inversion parameters and regularization adopted, and therefore, a careful and knowledge-based use of the codes is essential. In 2008 and 2011, during two workshops at the Dublin Institute for Advanced Studies over 40 people from academia (scientists and students) and industry from around the world met to discuss 3-D MT inversion. These workshops brought together a mix of code writers as well as code users to assess the current status of 3-D modelling, to compare the results of different codes, and to discuss and think about future improvements and new aims in 3-D modelling. To test the numerical forward solutions, two 3-D models were designed to compare the responses obtained by different codes and/or users. Furthermore, inversion results of these two data sets and two additional data sets obtained from unknown models (secret models) were also compared. In this manuscript the test models and data sets are described (supplementary files are available) and comparisons of the results are shown. Details regarding the used data, forward and inversion parameters as well as computational power are summarized for each case, and the main discussion points of the workshops are reviewed. In general, the responses obtained from the various forward models are comfortingly very similar, and discrepancies are mainly related to the adopted mesh. For the inversions, the results show how the inversion outcome is affected by distortion and the choice of errors, as well as by the completeness of the data set. We hope that these compilations will become useful not only for those that were involved in the workshops, but for the entire MT community and also the broader geoscience community who may be interested in the resolution offered by MT.

The study of electrical anisotropy in the Earth, defined as the electrical conductivity varying with orientation, has experienced important advances in the last years regarding the investigation of its origins, how to identify and model it, and how it can be related to other parameters, such as seismic and mechanical anisotropy. This paper provides a theoretical background and a review of the current state of the art of electrical anisotropy using electromagnetic methods in the frequency domain, focusing mainly on magnetotellurics. The aspects that will be considered are the modelling of the electromagnetic fields with anisotropic structures, the analysis of their responses to identify these structures, and how to properly use these responses in inversion and interpretation. Also, an update on the most recent case studies involving anisotropy is provided.

Three-dimensional reconstruction of reservoir analogues can be improved combining data from different geophysical methods. Ground Penetrating Radar (GPR) and Electrical Resistivity Tomography (ERT) data are valuable tools, since they provide subsurface information from internal architecture and facies distribution of sedimentary rock bodies, enabling the upgrading of depositional models and heterogeneity reconstruction. The Lower Eocene Roda Sandstone is a well-known deltaic complex widely studied as a reservoir analogue that displays a series of sandstone wedges with a general NE to SW progradational trend. To provide a better understanding of internal heterogeneity of a 10m-thick progradational delta-front sandstone unit, 3D GPR data were acquired. In addition, common midpoints (CMP) to measure the sandstone subsoil velocity, test profiles with different frequency antennas (25, 50 and 100MHz) and topographic data for subsequent correction in the geophysical data were also obtained. Three ERT profiles were also acquired to further constrain GPR analysis. These geophysical results illustrate the geometry of reservoir analogue heterogeneities both depositional and diagenetic in nature, improving and complementing previous outcrop-derived data. GPR interpretation using radar stratigraphy principles and attributes analysis provided: 1) tridimensional geometry of major stratigraphic surfaces that define four units in the GPR Prism, 2) image the internal architecture of the units and their statistical study of azimuth and dips, useful for a quick determination of paleocurrent directions. These results were used to define the depositional architecture of the progradational sandbody that shows an arrangement in very-high-frequency sequences characterized by clockwise paleocurrent variations and decrease of the sedimentary flow, similar to those observed at a greater scale in the same system. This high-frequency sequential arrangement has been attributed to the autocyclic dynamics of a supply-dominated delta-front where fluvial and tidal currents are in competition. The resistivity models enhanced the viewing of reservoir quality associated with cement distribution caused by depositional and early diagenetic processes related to the development of transgressive and regressive systems tracts in high-frequency sequences.

[cat] El mètode magnetotel•lúric és una tècnica geofísica de font natural i no invasiva que permet caracteritzar la resistivitat elèctrica del subsòl. Permet caracteritzar contrastos significatius de resistivitat elèctrica, així que és útil per caracteritzar els límits en profunditat de les conques sedimentàries, les estructures internes dins de la litosfera (subduccions, fusions parcials, mineralitzacions, etc...) o fins i tot per identificar el límit litosfera-astenosfera si s’utilitzen estacions de llarg període. En aquesta tesi s’aplica el mètode magnetotel•lúric en dues zones d’estudi amb una estructura litosfèrica que es troba actualment en discussió. La primera zona correspon a la Serralada Bètica (Espanya) i està ubicada al límit de dues plaques tectòniques, l’Africana i la Ibèrica. Els darrers anys s’han proposat diversos models geodinàmics per explicar la seva estructura litosfèrica, però cap d’ells ha tingut en compte dades geoelèctriques. Degut als bons resultats que el mètode magnetotel•lúric ha presentat en altres zones de límit de plaques i a que ja existien dades de treballs previs a la part central, es va decidir adquirir noves dades i ampliar la zona d’estudi a gairebé la totalitat de la Serralada. Conèixer la distribució de la resistivitat elèctrica a escala litosfèrica ajuda a discriminar entre els models geodinàmics existents i imposar constrenyiments en models futurs. La segona zona d’estudi considerada en aquesta tesi es troba a la província d’Alberta (Canadà), que presenta una litosfera amb unes característiques molt diferents a l’anterior però també desperta un gran interès degut a la possible presència d’una forta anisotropia elèctrica generalitzada. Els estudis realitzats fins a l’actualitat descriuen l’escorça com anisòtropa, però en utilitzar codis d’inversió isòtrops no han estat capaços de trobar un model que reflecteixi l’estructura que realment presenta. L’objectiu de l’estudi realitzat en aquesta tesi és determinar si realment hi ha materials anisòtrops a la litosfera i, en cas afirmatiu, modelitzar-la utilitzant un codi que tingui en compte aquest efecte. Quan la zona d’estudi és geològicament complexa com en aquests dos casos hi ha aspectes que s’han de considerar quan s’hi volen realitzar estudis magnetotel•lúrics. Així, mentre que l’adquisició i el processat de les dades es poden dur a terme de manera similar a qualsevol altre estudi magnetotel•lúric, l’anàlisi de la dimensionalitat de les dades (és a dir, identificar les estructures dominants a la zona d’estudi com a 1D, 2D o 3D) i l’elecció del tipus de modelització a utilitzar requereixen una avaluació de certs paràmetres que s’han de tenir en compte obligatòriament. En aquesta tesi es tracta aquesta avaluació en dos casos de zones geològicament complexes: quan hi ha presència de materials elèctricament anisòtrops i quan les estructures regionals són tridimensionals., [eng] The magnetotelluric method is a noninvasive natural source geophysical technique that allows the characterization of the electrical resistivity distribution in the subsurface. It can characterize significant contrasts in the electrical resistivity distribution, so it is a useful technique to depict the limits between sedimentary basins and their basements, internal structures within the crust or to identify the Lithosphere-Asthenosphere Boundary (LAB). In this thesis the magnetotelluric method will be used in two different study areas in which the lithospheric structure is under discussion. The first one is the Betic Cordillera (Spain) and is located at the boundary between the Iberian and African plates. Recent studies have proposed several different geodynamic models to explain its lithospheric structure, but none of them takes geoelectrical data into consideration. Due to the good results the magnetotelluric method has shown in other plate boundary study areas and to the already existing data on its central part, new data were collected and the study area was extended to almost the whole Cordillera. Understanding the electrical resistivity distribution at lithospheric scale can help to discriminate between the proposed geodynamic models and to constrain their interpretations. The second study area considered is the Alberta Province (Canada). The characteristics of its lithosphere are different that the ones in the Betic Cordillera, but it is an interesting zone due to the possibility of being affected by a generalized electrical anisotropy. Recent studies describe its crust as anisotropic and are not able to find a model reflecting its real structure. The aim of the survey presented here is to determine if the lithosphere in Alberta is affected or not by electrical anisotropy and in case it is, to carry out a modeling that takes this effect into account. When the study area is geologically complex several considerations need to be taken into account in the magnetotelluric studies performed on it. The dimensionality analysis of the data and the choice of the modeling method require the evaluation of some parameters. This evaluation will be performed in two cases of geologically complex areas: in the presence of electrically anisotropic materials and in the presence of regional 3D structures.

Uncertainties about the lithospheric structure of the Gibraltar Arc have led to the proposal of several contradictory models to explain its geodynamic setting. Herein, we present a novel 3-D model of the lithospheric electrical resistivity distribution beneath the whole Betic Cordillera obtained by inverting both broad-band and long-period magnetotelluric data. The lithosphere-asthenosphere boundary under SW Iberia is shown to be deeper than under the Alboran Basin. In addition, the sensitivity tests confirm the presence of a N-S oriented low-resistivity anomaly at lithospheric mantle depths east of the 4°W meridian. It coincides with an area of low velocities without earthquake hypocenters and is interpreted as asthenospheric material intruded by the lateral lithospheric tearing and breaking-off of the E-directed subducting Ligurian slab under the Alboran Domain. This scenario suggests that the opening of the Alboran Basin is related to the westward rollback of this E-directed subducting slab.

A prior long-term and complex evaluation of the already available data on the geophysical prospecting during the first season work carried out at 2006, at the archaeological site of Tchinguiz Tepe of Termez, took place to decide the strategy to follow during the campaign of 2007. This previous evaluation of the information, on one hand, leaded to the decision to increase the geophysical prospecting at Tchinguiz Tepe, on the other hand, to decide the exact location of areas where the archaeological interventions. would carry out. The main objective at the beginning of this new season was to crosscheck the reliability of the measurements and, at the same time, to establish the unknown up to the present archaeological and chronological sequence of Tchinguiz Tepe. Meanwhile, the geophysical prospecting also was extended to the outskirts of the city were the localisation of an unknown up to now Buddhist Monastery was possible.

Institute of Archaeology & Institute of Fine Arts. Academy of Science of the Republic of Uzbekistan - Universitat de Barcelona - Ministerio de Cultura (Gobierno de España) - Ministerio de Ciencia e Innovación (Gobierno de España)

Màster oficial: Aigua. Anàlisi Interdisciplinària i Gestió Sostenible. Institut de Recerca de l'Aigua, curs: 2010, Tutors: Josefina C. Tapias i Mahjoub Himi, Este estudio tiene la finalidad de caracterizar los "greens" de un campo de golf desde un punto de vista edáfico, así como geofísico. Si bien han habido diferentes trabajos que han estudiado los campos de golf a partir de datos edáficos, la utilización de un método geofísico como la tomografía eléctrica para caracterizar los campos de golf no ha sido muy común. La correlación de los análisis químicos, físicos y físico-químicos con la información extraída de la geofísica constituye el carácter innovador del presente trabajo; asimismo al utilizar diferentes técnicas se aborda el problema con la pluridisciplinaridad que da nombre al propio Máster.

This year the development of our project can be divided into two main clearly different parts, on one hand the laboratory work, where the sampled ceramic individuals has been prepared and analyzed and the elaboration of the data obtained during the excavation of 2007 has been finished and, on the other hand, the field work developed at the archaeological site during this specific year (2008). In the mark of the analytical work a significant number of ceramic individuals (144) from the different stratigraphical units from various areas of the excavation of Termez and Tchinguiz Tepe sampled during the new and previous field works has been archaeometrically characterized. This specific material included individuals dated into the Hellenistic and Sassanian period, which has been confirmed by C14 dating upon organic samples. At the same time, in the mark of the field work of 2008 the archaeological record, already started to be under study during the excavation of 2007, has been completed and two new archaeological records have been registered on of which is located in the area of Tchinguiz Tepe. For the archeological study the information of the previous geophysical prospecting has been indisputably taken into consideration and the same methodology has been applied to crosscheck the latter archaeological results.

El contingut d’aquest projecte es basa en el redisseny d’un dispositiu per al transport de un georadar. Es parteix d’un dispositiu ja dissenyat i s’estudia les mancances tècniques i de confort d’aquest. Seguidament es planteja un nou model que aconsegueixi resoldre aquestes deficiències de la millor manera possible. Aquest nou disseny quedarà completament dimensionat mitjançant els càlculs estructurals pertinents i el material que composa cada una de les peces que formen el dispositiu de transport. S’han de tenir en compte les propietats físiques dels materials utilitzats, ja que aquestes poden influir a l’hora de prendre mostres amb el georadar i produir interferències que donguin una lectura errònia de la mesura que s’ha pres. Finalment es calcularà un pressupost del que valdrà construir el prototip que s’ha definit en aquest projecte.

En el presente trabajo se plantea la elaboración e interpretación del mapa de anomalías de Bouguer del Sistema Transversal Catalán. La característica más destacada del mapa es el marcado dominio de la tendencia regional, producida por el aumento de grosor de la corteza terrestre hacia el NW. La sustracción de este efecto regional se ha realizado utilizando el método de ajuste a superficies polinómicas por mínimos cuadrados. La interpretación cuantitativa del mapa de anomalías residuales obtenido refleja la estructura en bloques del basamento., A Bouguer gravity anomaly may of the Transversal Subpirinean System is presented and interpreted. The most prominent feanire of the map is the strong regional effect produced by the Earth's crust thickening. The polinomial surface fit technique is used to substract this regional trend. The qualitative interpretation o£ the residual anomaly map obtained reflects a structure with block faulted basement.

The Spanish Central Pyrenees have been the scenario of at least two damaging earthquakes in the last 800 years. Analysis of macroseismic data of the most recent one, the Vielha earthquake (19 November 1923), has led to the identification of the North Maladeta Fault (NMF) as the seismic source of the event. This E–W trending fault defines the northern boundary of the Maladeta Batholith and corresponds to a segment of the Alpine Gavarnie thrust fault. Our study shows that the NMF offsets a reference Neogene peneplain. The maximum observed vertical displacement is ∼ 730 m, with the northern downthrown sector slightly tilting towards the South. This offset provides evidence of normal faulting and together with the presence of tectonic faceted spurs allowed us to geomorphically identify a fault trace of 17.5 km. This length suggests that a maximum earthquake of Mw = 6.5 ± 0.66 could occur in the area. The geomorphological study was improved with a resistivity model obtained at Pruedo, where a unique detritic Late Miocene sequence crops out adjacent to the NMF. The section is made up of 13 audiomagnetotelluric soundings along a 1.5 km transect perpendicular to the fault trace at Pruedo and reveals the structure in depth, allowing us to interpret the Late Miocene deposits as tectonically trapped basin deposits associated with normal faulting of the NMF. The indirect age of these deposits has been constrained between 11.1 and 8.7 Ma, which represents a minimum age for the elevated Pyrenean peneplain in this part of the Pyrenees. Therefore, we propose the maximum vertical dip-slip rate for the NMF to be between 0.06 and 0.08 mm/a. Normal faulting in this area is attributed to the vertical lithospheric stress associated with the thickened Pyrenean crust.

A set of GPR profiles have been recorded in order to determine the 3D geometry of a prograding delta-front sandbody (Roda sandstone formation, Eocene, Graus-Tremp basin). Common Mid Points (CMP) also have been recorded to obtain the velocity of the electromagnetic wave in ground. In order to build the top surface of a 3D prism a set of topographic points have been acquired. Most of the GPR profiles are oriented parallel to the progradation direction (NNE-SSW) and show the expected geometries. The 3D prism has been built from the individual profiles, which shows the three dimensional geometry of the sandy lithosome

The International Pluridisciplinary Archaeological Expedition in Bactria (IPAEB) was created in 2006. The name underlines the international character of the team (which includes Uzbeks, Spanish, French, British and Greek members), the presence of specialists from various fields apart from archaeology and the fame of Bactria1.

The magnetotelluric (MT) method is a geophysical method that allows characterizing the electric properties of the Earth materials. Within the frame of this method, this thesis is divided in two parts.The first part presents a series of methodological contributions to the dimensionality analysis of the MT data, emphasizing on the effects produced by errors.Thus, the WAL and the Bahr dimensionality methods, both based on the use of rotational invariants, have been studied. In the first, the method has been extended in order to consider data errors and the fact that geological structures can not always be approached to the ideal cases. In this sense, a program, WALDIM, has been created, which allows performing the dimensionality analysis in real data. With reference to the Bahr method, its limitations and inconsistencies have been analysed, and have been solved through the redefinition of the threshold limits of the invariants, and the use of an additional parameter, Q, also used by the WAL method.In the second part, the magnetotelluric study of the geoelectric structures of the Central Betics crust is presented. The data show a complex dimensionality, for which these have been modelled using a 3D model at crustal level. The model shows a good correlation between the resistivity structures and the surface geology, as well as the continuation of them at lower depths. Below the Internal Zone, at upper crustal level, the model shows a conductive body between the Nevado-Filabride complex and the Betics detachment level. This conductor is interpreted as a differentiated lithologic unit, formed by basic or low crustal rocks, containing a conducting mineral phase, such as graphite or pyrite., El mètode magnetotel·lúric és un mètode geofísic que permet caracteritzar les propietats elèctriques dels materials de la terra. Dins el marc d'aquest mètode, aquesta tesis es divideix en dues parts.La primera consisteix en una sèrie d'aportacions metodològiques a l'anàlisi de la dimensionalitat de les dades, posant èmfasi en els efectes produïts pels errors.D'aquesta manera, s'han estudiat els ja coneguts mètodes d'anàlisi de la dimensionalitat de WAL i Bahr, basats en invariants rotacionals. En el primer, s'ha ampliat el mètode per tal de considerar els errors de les dades i el fet que les estructures geològiques no sempre es poden relacionar amb els casos ideals. Així, s'ha creat el programa WALDIM, que permet realitzar l'anàlisi de la dimensionalitat per a dades reals. Pel que fa al mètode de Bahr, s'han analitzat les seves limitacions i inconsistències, que s'han resolt mitjançant la redefinició dels valors llindar, i la utilització d'un paràmetre adicional, Q, també utilitzat en el mètode de WAL.En la segona part, es presenta l'estudi magnetotel·lúric de l'estructura geoelèctrica de l'escorça de la zona central de la Serralada Bètica. Les dades mostren una dimensionalitat complexa, i es modelitzen mitjançant la creació d'un model 3D a nivell cortical. Aquest model mostra una bona correlació entre les estructures resistives i la geologia superficial, així com la seva continuïtat a majors profunditats. A nivell d'escorça superior, el model mostra un cos conductor a la Zona Interna, localitzat entre els complexes Nevado-Filàbride i el nivell de desenganxament de les Bètiques. Aquest conductor s'interpreta com una unitat litològica diferenciada, formada per roques bàsiques o del mantell inferior, que conté una fase mineral conductora, com pot ser grafit o pirita., El método magnetotelúrico es un método geofísico que permite caracterizar las propiedades eléctricas de los materiales terrestres. En el marco de este método, esta tesis se divide en dos partes. La primera consiste en una serie de aportaciones metodológicas al análisis de dimensionalidad de los datos, enfatizando en los efectos producidos por los errores. Así, se han estudiado los ya conocidos métodos de análisis de dimensionalidad de WAL y Bahr, basados en invariantes rotacionales. En el primero, se ha ampliado el método de manera que se consideren los errores de los datos, y el hecho que las estructuras geológicas no se correspondan siempre con casos ideales. De esta manera, se ha creado el programa WALDIM que permite realizar el análisis de la dimensionalidad en datos reales. En cuanto al método de Bahr, se han analizado sus limitaciones e inconsistencias, que se han solucionado mediante la redefinición de los valores lindar, y la adición de un nuevo parámetro, Q, también utilizado en el método de WAL. En la segunda parte, se presenta el estudio magnetotelúrico de la estructura geoeléctrica de la corteza de la zona central de la Cordillera Bética. Los datos muestran una dimensionalidad compleja, y se modelizan mediante la creación de un modelo 3D a nivel cortical. Este modelo muestra la buena correlación entre las estructuras resistivas y la geología superficial, así como su continuidad a profundidades mayores. A nivel de corteza superior, el modelo muestra un cuerpo conductor en la Zona Interna, localizado entre el complejo Nevado-Filábride y el nivel de despegue de las Béticas. Este conductor se interpreta como una unidad litológica diferenciada, formada por rocas básicas o del manto inferior, que contiene un mineral conductor tal como grafito o pirita.

The south-western part of the Iberian Peninsula, including the southern branch of the Iberian Massif, has recently been the subject of several magnetotelluric (MT) studies. This area is made up of three different tectonic terranes: the South Portuguese Zone (SPZ), the Ossa Morena Zone (OMZ) and the Central Iberian Zone (CIZ). The boundaries between these zones are considered to be sutures, which appear as high electrical conductivity anomalies in the MT surveys. The OMZ is characterised by a conductive layer at middle-lower crustal levels. To investigate the continuity of this conductive layer into the CIZ, a new MT profile was carried out. This 75-km long ENE profile goes through the boundary between the OMZ and the CIZ. The results of a two-dimensional magnetotelluric inversion revealed a high-conductivity anomaly in the transition OMZ/CIZ (the so-called Central Unit), which is interpreted as due to interconnected graphite along shear planes. High-conductivity anomalies appeared in the middle crust of the CIZ, whose geometry and location are consistent with the conductive layer previously found in the OMZ, thus confirming the prolongation of the conductive layer into the CIZ. The top of this layer correlated spatially with a broad reflector detected by a seismic profile previously acquired in the same area. This, together with other geological and petrological evidence, points to a common origin for both features.

L'elaboració de models que descriuen adequadament el subsòl és un dels aspectes més importants dins el camp de la prospecció geofísica. La seva obtenció a partir de les respostes experimentals són el resultat del procés anomenat problema invers. Els mètodes elèctrics i electromagnètics enregistren determinats components del camp electromagnètic i caracteritzen les estructures del subsòl mitjançant la propietat física del medi anomenada conductivitat elèctrica. Dins l'ampli conjunt de mètodes d'exploració, aquesta tesi se centra en l'estudi dels mètodes magnetotel·lúric i elèctric de corrent continu. La integració d'aquestes dues tècniques pot millorar significativament els models que descriuen la conductivitat elèctrica del terreny. Aquest treball presenta el desenvolupament de diferents aspectes metodològics sobre els mètodes magnetotel·lúric i elèctric de corrent continu, amb els objectius de millorar el tractament de les dades experimentals i d'optimitzar el procés de la inversió.Així, la memòria està dividida en dues grans parts, segons els dos mètodes indicats, cadascuna d'elles amb uns objectius específics.En el mètode magnetotel·lúric es presenten dos aspectes diferenciats i innovadors. L'objectiu del primer és optimitzar la informació que s'introdueix en la inversió per tal d'evitar que, per exemple, només cert tipus de respostes controlin el resultat. Per això s'estudia la influència de cada tipus de resposta magnetotel·lúrica en aquest procés. El resultat és l'obtenció d'una nova expressió teòrica entre els errors de dues respostes magnetotel·lúriques. L'estudi es completa amb l'elaboració d'un mètode alternatiu que permet estimar relacions entre magnituds quan no és possible deduir-les a partir del seu desenvolupament analític.El segon aspecte té l'objectiu de desenvolupar una nova metodologia per identificar i corregir l'efecte de la distorsió galvànica en les dades experimentals. Aquest efecte pot conduir a una errònia interpretació del subsòl i, per això, la seva correcció s'ha de realitzar com un pas previ a la interpretació de les dades. La metodologia segueix dos passos, en el primer s'obtenen unes expressions analítiques a partir de les equacions fonamentals del mètode magnetotel·lúric (equacions de Maxwell), i en el segon pas, s'avaluen aquestes expressions amb respostes sintètiques i dades experimentals. El resultat és un nou mètode per a corregir la distorsió galvànica, basat en la relació lineal, que utilitza les mateixes respostes magnetotel·lúriques mesurades.El treball realitzat amb el mètode de prospecció elèctrica de corrent continu té com a objectius optimitzar la solució del problema directe en dues dimensions i elaborar un programa d'inversió que aporti models bidimensionals.Per a controlar i optimitzar les etapes dels processos de modelització i inversió, s'han implementat diferents aspectes que milloren la solució dels programes. En la modelització s'ha dissenyat una estratègia de superposició de dues malles que permet discretitzar el model, s'ha implementat un nou procediment per a millorar el càlcul del potencial elèctric i, s'han incorporat els efectes de la topografia. En la inversió, a més a més del disseny i l'elaboració de l'algorisme d'inversió, s'ha aprofundit en el principal problema del problema invers, el càlcul de la matriu sensibilitat. Els dos programes elaborats han estat aplicats sobre perfils de sondejos elèctrics verticals i sobre perfils de tomografia elèctrica, en concret s'han adaptat als dispositius Dipol-Dipol i Wenner-Schlumberger. Així, aquesta tesi ofereix com a resultat les eines necessàries per a realitzar la integració de les dades geoelèctriques, una línia de recerca actual en la Prospecció Geofísica, i per tant, obra noves perspectives de futur en aquest camp.

La prospección gravimétrica es una herramienta adecuada para estudios de Evaluación de Riesgo Sísmico, con objeto de determinar la profundidad de un basamento rocoso, especialmente en zonas urbanas. Este trabajo estudia los factores que afectan en este medio a la precisión de toma y procesamiento de los datos gravimétricos, presentando el ejemplo de aplicación en la ciudad de Barcelona.Las correcciones topográficas se han realizado a partir de un MDT a 45 m de intervalo de malla, comparándolo con uno propio de alta resolución, a paso de 10 m. Se ha aplicado una densidad de reducción variable según la litología, a partir de un mapa de síntesis de la geología del área de estudio. Se han caracterizado asimismo los efectos antrópicos producidos por edificios y túneles, permitiendo elegir la posición de la estación con menor corrección.La realización de los mapas de anomalía de Bouguer y residual se ha optimizado mediante geoestadística a partir de la distribución de las estaciones. Tras aplicar restricciones geológicas al cálculo de la anomalía regional, se ha localizado un mínimo gravimétrico de -6 mGal bajo el Llano de Barcelona, relacionado con una cubeta rellena de sedimentos miocénicos y pliocuaternarios.A partir de un modelo de inversión 3D, se han obtenido diversos modelos probables de profundidad del basamento, controlando la altura de los prismas entre iteraciones a partir del criterio de Bott, y ajustando una curva de variación de densidad a partir del sondeo MARTORELL-1. Este procedimiento ha determinado un rango de profundidades entre 421 y 512 m.La interpretación estructural del basamento se ha llevado a cabo mediante la comparación del mapa de isobatas obtenido con un mapa de gradiente horizontal de la anomalía residual, permitiendo localizar un conjunto de fracturas que limitan la cubeta y dividen el sustrato en un conjunto de bloques.

El presente trabajo contiene un estudio gr avimétrico de la Depresión del Empordà, complementado con datos de sísmica de reflexión y sondeos. El objetivo es modelizar esta fosa utilizando las anomalías de la gravedad, para poder deducir la estructura neógena y la potencia de los materiales que la rellenan. Se han realizado modelos gr avimétricos 2D paralelos a los principales perfiles sísmicos existentes en la zona.

La colisión entre dos placas continentales plantea importantes cuestiones acerca de los procesos litosféricos que tienen lugar. Dependiendo del acortamiento litosférico la colisión puede tener asociada la subducción de una de las placas. La subducción no se debe tanto a efectos gravitatorios, ya que la corteza continental no es lo suficientemente densa para subducir en conjunto dentro del manto, sino más bien al campo de esfuerzos compresionales generado por el movimiento de aproximación entre placas (Ziegler, 1990). La convergencia y colisión entre las placas continentales ibérica y europea se manifestó en superficie con la edificación del orógeno pirenaico. Estudios realizados en los Pirineos basados en la compatibilidad del acortamiento de los dominios superficiales de la corteza (datos geológicos) y de los dominios profundos (datos geofísicos), indican un acortamiento superior a 100 kilómetros. Un problema todavía sin resolver es la acomodación en profundidad de este acortamiento. Una posible solución es la subducción de la corteza inferior de la placa ibérica bajo la placa europea, sin embargo los métodos geofísicos empleados hasta ahora no presentan una subducción de gran magnitud y no permiten decidir sobre esta cuestión. La conductividad eléctrica puede ayudar a solucionar las cuestiones planteadas ya que es un parámetro independiente de los estudiados anteriormente.Los métodos electromagnéticos se emplean en geofísica para determinar las propiedades de las estructuras geológicas en términos de la conductividad eléctrica ("sigma") o su inversa: la resistividad eléctrica ("ro"). Entre los métodos electromagnéticos el método magnetotelúrico (MT) es el que presenta una mayor resolución en los estudios corticales y litosféricos. Es un método de fuente natural que utiliza las fluctuaciones del campo electromagnético producido por la actividad solar en la ionosfera. A partir de la relación existente entre los campos eléctrico y magnético registrados simultáneamente en un punto de la superficie se puede inferir la distribución de resistividades eléctricas en profundidad.En la memoria de esta tesis se presenta la adquisición, procesado e interpretación de datos magnetotelúricos obtenidos en los Pirineos con el objetivo de determinar las propiedades electromagnéticas de la litosfera. Mediante el modelo de resistividades eléctricas se pueden restringir los posibles escenarios de evolución y estado actual de la cadena que permiten explicar conjuntamente los observables geofísicos y geológicos disponibles.Este trabajo está estructurado en once capítulos: en el primer capítulo se introduce el método magnetotelúrico. En el segundo capítulo se realiza un repaso de los fundamentos matemáticos de la teoría del electromagnetismo aplicada al método magnetotelúrico y se introduce el concepto de tensor de impedancias electromagnético. El tercer capítulo se centra en la caracterización y eliminación de los efectos de distorsión galvánica causada por cuerpos superficiales y locales sobre las funciones de transferencia regionales. Se presenta una de las aportaciones metodológicas de este trabajo, que consiste en la recuperación de las funciones de transferencia regionales en medios tridimensionales afectados por distorsiones galvánicas. En el capítulo cuarto se presenta la metodología de adquisición de los datos experimentales, así como el tratamiento y procesado robusto de las series temporales de los campo electromagnéticos.La aportación al conocimiento de la estructura Iitosférica de los Pirineos se realiza en los capítulos siguientes. En el capítulo quinto se describe la evolución geodinámica y formación del orógeno Pirenaico como una serie de pliegues y cabalgamientos, así como las principales estructuras geológicas. En el capítulo sexto se presenta la adquisición y procesado de los datos de Pirineos. El análisis del tensor de impedancias muestra que la estructura geoeléctrica de los Pirineos es bidimensional con una dirección de las estructuras principales este-oeste. Se realiza un estudio detallado del tensor de impedancias que muestra la presencia de tres grandes zonas o unidades que presentan unas características geoeléctricas propias.En el capítulo séptimo se presenta la interpretación bidimensional de los datos magnetotelúricos a lo largo de un perfil norte-sur cercano al perfil de sísmica de reflexión profunda ECORS-Pirineos. El resultado final de esta interpretación es un modelo bidimensional de resistividades eléctricas para la litosfera de los Pirineos. A nivel superficial, el modelo reproduce las principales estructuras geológicas: niveles de despegue entre la cobertera y el basamento en la Cuenca del Ebro y en la Cuenca de Aquitania, zonas de fractura de la Zona Axial, Falla Norpirenaica, etc... En profundidad, la disminución de la resistividad eléctrica en la placa ibérica a medida que nos acercamos al contacto entre placas culmina con la presencia de una estructura de elevada conductividad entre 30 y 80 km de profundidad en el contacto entre placas que se interpreta como fusión parcial de la corteza inferior de Iberia que subduce bajo la placa europea.La realización de nuevos registros hacia el oeste a lo largo de los Pirineos detecta la continuidad del conductor profundo. En el capítulo octavo se presenta la modelización bidimensional del perfil norte-sur de Belagua, situado al oeste del perfil ECORS. En el capítulo noveno se presenta un modelo tridimensional de resistividades eléctricas de la estructura litosférica de los Pirineos y se discuten sus interpretaciones tectónicas.En el capítulo décimo se comparan los modelos litosféricos obtenidos a partir del método magnetotelúrico con los modelos ya existentes obtenidos a partir de otros métodos geofísicos. En particular se realiza una interpretación conjunta con los resultados de tomografía sísmica obtenidos por Souriau y Granet (1995). Se discute la compatibilidad del modelo de conductividades eléctricas con los datos de la anomalía de Bouguer y de geoide. Para ello se realiza una modelización de la distribución de densidades litosféricas, a partir de la interpretación conjunta de la anomalía de Bouguer y la del geoide residual en los Pirineos. Para finalizar, en el capítulo undécimo se presentan las conclusiones generales del trabajo., The Pyrenees is an Alpine collsional orogen formed as a result of the convergence between the European and Iberian plates. Restoration of upper crustal thrust sheets gives a minimum shortening of 150 km. How has this surface been shortening balanced by lower crustal and mantle rocks at depth? Subduction of the Iberian lower crust under the European Plate is a possible phenomenon that could explain it. However, geophysical studies up to present does not shown an important subduction. The distribution of the electrical conductivity at the lithosphere given by magnetotelluric method (MT) can help us to answer this question.This Thesis is concerned with the acquisition, processing and interpretation of MT data in the Pyrenees with the target of determine the lithospheric electrical properties and its structure. More than 50 sites have been measured are processed in order to obtain the magnerotelluric impedance tensor. The MT data soows the presence of an anomalous conductivity structure in the contact between plates at depth. This structure is related with the partial melting of me subducted lower crust. The amount of subduction obtained by MT modelling can explain the total shortening during the build up of the orogen and is compatible with:a) Restoration of upper crustal sheetsb) Numerical models of Pyrenean orogene) Negative anomaly in P-waves velocity (Seismic tomography)d) Bouguer anomalye) Geoid anomaly

Industrial countries face the consequences of decades of inappropiate handling of hazardous waste. The dumping of al1 types of hazardous materials has been ongoing in most industrialised countries for hundreds of years. Large quantities of industrial and other waste material have been buried in landfill sites. A relatively large number of these lack reliable man-made or natural geological barriers and toxic fluids are scaping and polluting the groundwater. The problem is greatly aggravated when a soil covenng is placed over the waste and there is no information about the dumping practices used in the past. One of the first tasks in any remedial action is to delineate the physical extent of the sites and its encroachment into the surrounding area. Test borings and limited excavations are very valuable but the information obtained is not continuous and dheir destructive nature makes it possible that waste could inadvertently be released during the probing phase. In this regard, both borehole drilling and excavation are very dangerous to workers and the environment and expensive and tedious to conduct.Many of these problems may be alleviated by using a geophysical assisted system approach to determine where the pollutants will go in the subsurface, gain more complete understanding of site conditions and asses the optimal placement of exploration drills and monitonng wells. At hazardous waste sites, the main objectives must commonly include:- Determine the presence, location, distribution, depth and composition of possible buried wastes.- Determine the presence and extent of contaminant and leachate plumes within the unsaturated and saturated zones.- Characterise and asses the local (and regional) geohydrologic regime for groundwater flow paterns, recharge areas and localised permeable pathways.

El método magnetotelúrico es una técnica muy importante dentro de los métodos geofísicos de inducción electromagnética. La sensibilidad de las medidas a la existencia de inhomogeneidades laterales hace que la interpretación unidimensional no sea la herramienta adecuada para la interpretación de estructuras geológicas complicadas. Por dicho motivo, una de las actuales líneas actuales de investigación corresponde a la elaboración de algoritmos de modelización numérica de estructuras conductoras bi- y tridimensionales.En este trabajo, presentamos un algoritmo de inversión bidimensional cuyo objetivo fundamental es la determinación de la forma de la frontera entre los diferentes conductores que caracterizan al medio.En este proceso, para conseguir una mayor simplicidad sin perder generalidad, hemos trabajado con modelos de dos medios y una frontera entre ambos a determinar.El problema ha sido abordado imponiendo que la frontera está descrita por una función expresable de forma analítica (f(y,z;p)= 0), de manera que los parámetros p de la curva son los parámetros del modelo bidimensional. Ello permite describir el modelo mediante un número reducido de parámetros, con lo cual se consigue una mayor estabilidad en la resolución del problema inverso.El trabajo ha estado estructurado básicamente en tres unidades.En la primera se ha revisado y descrito los fundamentos físicos del método magnetotelúrico.En la segunda se presenta el proceso de elaboración de un algoritmo de modelización basado en la resolución de las ecuaciones diferenciales mediante el método de los elementos finitos (MEF) para su utilización posterior en el problema inverso. El algoritmo ha sido comprobado utilizando el modelo de control de Weaver, LeQuang y Fischer, y ofrece unos resultados satisfactorios. De forma complementaria, se ha realizado un estudio de los efectos provocados por los accidentes topográficos asociados a formas simples y, de esta manera, estimar sus consecuencias.Los accidentes topográficos considerados han sido el de una cadena montañosa y el de un valle, para ambas polarizaciones E y H, y para perfiles de resisitividad aparente y de fase. Se ha observado que sus efectos son importantes en las proximidades de los cambios de pendiente y decrecen rápidamente al alejarse de los mismos. Igualmente se ha estudiado la proximidad de un mar cerrado y se observa una región para la que hay un cambio de comportamiento de los perfiles, que está originado por el hecho de que el mar sea cerrado.La tercera unidad del trabajo corresponde al problema inverso. En ella se describe, en primer lugar, el proceso de inversión utilizado, que está basado en los estimadores bayesianos que permiten introducir de forma natural la información a priori, dada por la geología u otros datos geofísicos. La no linealidad del problema provoca que la resolución del problema inverso se realice mediante un proceso iterativo. El comportamiento del mismo ha sido ampliamente comprobado para problemas unidimensionales.La realización del proceso iterativo para la resolución del problema inverso bidimensional implica el desarrollo de dos partes importantes para el mismo: el generador de mallas y el cálculo de la matriz de sensibilidad. El primero surge del hecho de que los parámetros del modelo son los parámetros de la curva que describe la frontera, y éstos cambiarán de una iteración a otra, por consiguiente, también se modificará la geometría del problema. Para que el proceso sea automático es preciso disponer de un generador de mallas. Su elaboración ha seguido el siguiente criterio: se construye en primer lugar una malla rectangular; a continuación, se deforma en las proximidades de la frontera, de manera que la curva que describe la frontera corte a la malla únicamente en los nudos; finalmente se unen dichos nudos, con lo que la frontera queda representada por una línea quebrada. Ello permite trabajar con elementos triangulares de conductividad constante.Por otra parte, en el algoritmo de inversión empleado es necesario calcular la matriz de sensibilidad del modelo para obtener el nuevo modelo a partir del antiguo. Dado que la resolución del problema directo se ha efectuado de forma numérica, esta matriz se ha de calcular de forma igualmente numérica. El proceso consiste en la resolución de tantos sistemas de ecuaciones lineales similares al obtenido al aplicar el MEF en la resolución del problema directo, como parámetros tenga el modelo. Para cada uno de ellos, únicamente es preciso calcular el término independiente del sistema de ecuaciones, porque la matriz del sistema coincide con la del problema directo. Además, el hecho de que la curva que describe la frontera se puede expresar de forma analítica permite calcular el término independiente de la ecuación de forma asimismo analítica. Todo ello lleva a una importante reducción en el tiempo de resolución del problema inverso.Dado que la matriz de sensibilidad es una pieza fundamental en el proceso de inversión, hemos estudiado su comportamiento frente a las características de la malla (tamaño de los elementos, proximidad de la frontera lateral) y hemos comprobado que sus efectos no son importantes.Finalmente, como comprobación del algoritmo, mostramos algunos ejemplos de inversión a partir de datos generados sintéticamente. Los modelos utilizados, y que pueden simular diferentes estructuras geológicas, han sido tres: el de una frontera descrita por una curva gaussiana, el una frontera descrita por una función salto inclinado y el de la frontera descrita por una elipse. En todos los casos se ha comprobado el adecuado funcionamiento del generador de mallas. En los mismos se observa la convergencia satisfactoria del algoritmo de inversión para los diferentes modelos y su correcto funcionamiento cuando se incorpora información a priori., The MT method studies the conductive structure of the Earth's interior. The fact that this technique is strongly influenced by lateral inhomogeneities suggests the use of two- or three-dimensional models.In this work, we present an algorithm of 2-D inversion directed to those problems where the unknown is the shape of the boundary between different conductors. The way we use the inversion is considering that this shape can be described by analytical functions. This achieves a reduction of the number of parameters and provides a better stability of the inversion algorithm. This algorithm is based on Bayessian estimators that let us to introduce a priori information in a natural way.As an important part of this process we have developed the forward problem used by the inversion algorithm. It is performed numerically by the finite element method. As a complement of it, we have studied simple topographic effects: a range, a valley and the coast effect.The automatic inversion relies on two process, that we also describe and study: the mesh generator, that builds the mesh automatically in every iteration, and the sensibility matrix, that is necessary to calculate the new models from the old ones, which is obtained numerically.We present different examples with synthetic data that allow us to study the performance of the algorithm for simple shaped boundaries between media (Gaussian, ellipse and sloping step) that simulate different geological models. The results show that the algorithm works properly with and without a priori information.

En este trabajo se presentan los resultados derivados de la interpretación de 320 estaciones gravimétricas realizadas sobre el diapiro de Cardona con el objetivo de obtener información sobre su geometría tridimensional. Para obtener una distribución tridimensional de la masa salina que explique las anomalías observadas se ha aplicado un método iterativo de ajustes sucesivos basado en un algoritmo de inversión automática. Esta metodología ha mostrado ser muy rápida, fácil de usar y con suficiente poder de resolución para perfilar no sólo la geometría del cuerpo salino, sino también la de estructuras similares. El diapiro salino de Cardona presenta un mínimo gravimétrico relacionado con el anticlinal de Pinòs-Cardona que se prolonga hacia el SW. El análisis cualitativo de la anomalía residual permite apreciar que el diapiro muestra una cierta vergencia hacia sur con un flanco sureste subvertical y un flanco noroeste con pendientes más suaves., The interpretation of more than 300 gravity stations over the Cardona salt diapir is presented. The aim of this study was to precise its 3D geometry. The Cardona salt diapir shows a gravity low related to the Pinòs-Cardona anticline that extends to the SW. A qualitative analysis of the anomaly pattern permits to recognise that the diapir displays a vergence to the south with gently dips to the north-west and a subvertical limb to the south-east. An iterative method was applied to get a 3D density distribution that explains the observed anomalies. This very fast and easy to use methodology has proved to have enough resolution for interpreting the external 3D geometry of the diapir, and will be useful to study similar structures.

L’objecte d’estudi d’aquest treball és el disseny i desenvolupament d’un sistema de prospecció elèctric. Un tema d’especial interès en l’àmbit de l’enginyeria. Una eina que ens permet, entre d’altres, la localització de cavitats i filtracions d’aigua o detectar diferents materials al subsòl. Aquestes poden ser desencadenats d’errors molt greus com ara la pèrdua parcial de la funcionalitat d’una obra o, en cas que no s’adoptin les mesures correctores oportunes, un col·lapse estructural d’una construcció o de les estructures adjacents. Els mètodes geofísics són tècniques “in situ” no destructives, econòmiques i de fàcil i ràpida implementació al camp. Per tant amb aquest PFG es vol crear un nou sistema de prospecció informatitzat, és a dir, utilitzant les tècniques actuals que es fan manualment implementar un sistema que es basi en recollir totes les dades de manera automàtica amb l’ajut d’un ordinador i d’un suport o aparell que nosaltres mateixos dissenyarem.