Time lapse near surface geophysical monitoring over simulated clandestine burials of murder victims

This thesis is involved in a long-term monitoring project carried out at Keele University (Staffordshire, UK): the aim is to improve the current understanding of the detection of clandestine graves of murder victims with geophysical electric resistivity surveys and to provide forensic search teams of the NPIA (U.K. National Police Improvement Agency) with systematic geophysical monitoring data over simulated burials for comparison to active cases. Resistivity surveys were conducted over a test site in two controlled experiments: Constant Offset Resistivity and Electrical Resistivity Imaging. In both experiments, grave containing pig cadaver is initially associated with low resistivity anomaly, indicating it is primarily caused by increased soil-water conductivity which is suggested to be caused by decomposition fluid from the buried cadaver. The anomaly is then observed to vary, becoming progressively undetectable and later an increasing high resistivity anomaly appears: the decomposition fluids are widespread into the surrounding soil while the skeleton, which is highly conductive with respect to the background values, is detected as a high resistance anomaly. The non-detection of an ‘empty grave’, containing only disturbed soil suggests that disturbed soil do not contribute to the grave-related anomaly. In the same experiment, it was found that wrapping a cadaver prior to burial can influence a grave’s resistivity response, as a grave containing a cadaver wrapped in tarpaulin is generally associated with a high resistivity anomaly. This is suggested to be because the tarpaulin restricted the release of decomposition fluid in the soil and the wrapped cadaver subsequently impeded the flow of electrical current in the ground. Further analysis on data statistics indicated that the resistivity responses were influenced by environmental influences: the variability of the soil moisture budget and the existing tree root system can diminish the detectability of the target. Resistivity surveys are able to detect the simulated graves with variable effectiveness over time post burial and the tested methods provide a complementary information about the subsurface. It is then fundamental to be aware of the type and magnitude of the anomaly to be expected.

L’attività di ricerca presentata in questa tesi è coinvolta in un progetto di monitoraggio a lungo termine svolto presso Keele University (Staffordshire, UK) che mira a migliorare l' attuale comprensione nell’individuazione di sepolture clandestine di vittime di omicidio tramite indagini geofisiche di resistività elettrica e di fornire alle squadre di ricerca di medicina legale del NPIA (U.K. National Police Improvement Agency) dati di un monitoraggio geofisico sistematico per il confronto con casi applicativi. Indagini geofisiche di resistività sono state condotte su un sito di prova con sepolture simulate adottando due tipologie di esperimenti: resistività ad offset costante e Imaging di resistività elettrica. In entrambi gli esperimenti, la sepoltura simulata è inizialmente associata ad un’anomalia di bassa resistività, indicando che è principalmente causata da un aumento della conduttività dell’acqua freatica causato dal liquido di decomposizione del cadavere sepolto. L'anomalia viene poi osservata variare, diventando progressivamente non rilevabile e successivamente appare come un’anomalia ad alta resistività: i fluidi di decomposizione sono diffusi nel terreno circostante mentre lo scheletro, che è altamente conduttivo rispetto ai valori di fondo, viene rilevato come un'anomalia ad elevata resistività. La mancata individuazione della sepoltura vuota, contenente il solo terreno disturbato, suggerisce che esso non contribuisca all’anomalia in corrispondenza della sepoltura. Nello stesso esperimento si è constatato che avvolgere un cadavere prima della sepoltura può influenzare risposta in resistività: la sepoltura contenente il cadavere avvolto in un telo è associata ad un’anomalia ad elevata resistività. Il telone limita il rilascio del fluido di decomposizione nel suolo ed impedisce il flusso di corrente elettrica nel terreno. Ulteriori analisi sulle statistiche dei dati hanno indicato che i responsi sono influenzati da fattori ambientali legati al contesto: la variabilità del bilancio di umidità del terreno e l'apparato radicale esistente possono diminuire la rilevabilità del bersaglio. Le indagini geofisiche di resistività sono in grado di rilevare le sepolture simulate con efficacia variabile nel tempo trascorso dalla sepoltura ed i metodi testati forniscono un’informazione complementare sul sottosuolo. E' quindi fondamentale essere consapevoli del tipo e dell'entità dell'anomalia attesa in base al target ricercato.