Oddelenie gravimetrie a geodynamiky

webstránka oddelenia ústavu vied o zemi sav

Výskumná činnosť

Zemská kôra a litosféra

Výskum zameraný na stavbu a vlastnosti zemskej kôry a litosféry je založený na hustotnom a integrovanom 2D a 3D modelovaní tiažových anomálií, geoidových výšok, topografie, a tepelného toku pri využití dostupných údajov a poznatkov z ostatných geofyzikálnych, geologických a iných geovedných disciplín akými sú reflexná a refrakčná seizmika, geotermika, geomorfológia, tektonika, a podobne. Tento výskum je špeciálne zacielený na región Karpatsko-Panónskej oblasti.

Metodika obrátenej úlohy

Výskum zameraný na vývoj a inovácie v metódach riešenia obrátenej úlohy gravimetrie a všeobecne obrátenej úlohy v potenciálových poliach. Na našom oddelení sa vyvíja metodika takzvanej harmonickej inverzie. Vyvíjali sme aj takzvanú TFM metodiku založenú na špeciálnom druhu filtrovanbia tiažových údajov pomocou konvolučných integrálov na báze Stokesovho integrálu pre výpočet geoidu z tiažových anomalálií, kde polomer oblasti integrácie predstavuje voľný parameter, takzvaný parameter orezávania. V rámci medzinárodnej spolupráce sa podieľame na rozvoji a rozširovaní aplikovateľnosti modernej a pružnej metodiky pozostávajúcej z nasledovných procedurálnych krokov: odstránenie regionálneho trendu definovaného ako 2D harmonická funkcia, separácia signálu zdrojov vo vertikálnom zmysle pomocou trojitého harmonického pokračovania, aproximácia zdrojov pomocou hmotných úsečiek, nelineárna inverzia založená na iteratívnej procedúre pomocou takzvaných lokálnych korekcií, výsledkom ktorej sú homogénne telesá convexného tvaru a/alebo 3D povrchy štruktúrnych hustotných diskontinuít.

Geotermika

Výskum primárne zameraný na modelovanie teplotného poľa litosféry Západných Karpát a okolitých tektonických jednotiek. Vývoj vhodných modelovacích metód a numerických postupov pre interpretáciu geotermálnych dát v zložitých geologických štruktúrach ovplyvnených relatívne mladými tektonickými udalosťami t. j.  riešenie priamych a nepriamych geotermických úloh v stacionárnom alebo nestacionárnom režime. Vyhľadávanie zdrojov geotermálnej energie na území Slovenska pomocou geotermických metód. 

Geodynamika

Výskum zameraný na štúdium zemských slapov a deformácií zemskej kôry, a na monitorovanie a interpretáciu extenzometrických meraní. Zvlášť sa zaujímame o neperiodickú zložku extenzometrických údajov s jej využitím pre štúdium pomalých tektonických deformácií kôry, a o odvodenie reologických vlastností zemskej kôry.
Zaoberáme sa aj interpretáciou deformácií zemského povrchu a zmien tiaže pozorovaných v aktívnych či prebúdzajúcich sa sopečných oblastiach.

Mikrogravimetria

Výskum zameraný na interpretáciu presných detailných mikrogravimetrických pozorovaní s využitím v archeologickom priekume a pri štúdiu geohazardov, so zacielením na detekciu plytkých dutín akými sú krypty, hrobky, chodby a bunkre na územiach kultúrneho či historického významu, alebo nezmapovaných poddolovaných oblastí v obývaných oblastiach či pod infraštruktúrou. Mikrogravimetriu podľa možnosti kombinujeme s georadarom. Počítame detailnú a presnú topografickú korekciu, takzvanú opravu na účinok múrov budov, pomocou photogrametrických metód a nami vyvinutého výpočtového programu Polygrav, ktorý využíva modely na základe 3D mnohostenov zrekonštruovaných z fotografií pomocou špeciálneho fotogrametrického softvéru.

Slapová stanica Vyhne

Naše oddelenie prevádzkuje slapovú stanicu vo Vyhniach na juhu stredného Slovenska vo vulkanitoch Neogénu Štiavnických vrchov. Ústrednou pozorovacou aparatúrou je extenzometer založený na 20-metrovej kremennej tyči, umiestnený v banskej štôlni sv. Antona Paduánskeho.

 

Implementácia geofyzikálnych metód pri monitorovaní kultúrneho dedičstva ponúka hodnotný, nedeštruktívny náhľad do vnútornej štruktúry. Ukázali sme, že 2D geofyzikálne obrazy alebo kvantitatívne interpretácie vo forme 3D modelov je možné jednoducho pripojiť do virtuálnych databáz objektov dokumentovaného kultúrneho dedičstva, prispievajúc tým k pochopeniu ich historického vývoja aj verejnosťou a laikmi.Takýto multidisciplinárny prístup k opisovaniu súčasnosti a minulosti našich historických pamiatok významne prispieva k ich dokumentácii pre budúce generácie.

Slovenská účasť na Upper Crust Physics of Rocks Hawaii 2016

 

V júli 2016 prestížne medzinárodné   spoločnosti (obe so sídlom v USA) Society of Exploration Geophysics (SEG) a American Geophysical Union (AGU) spoločne zorganizovali konferenciu venovanú fyzike hornín vrchnej kôry. Podujatie sa konalo v Hilo na ostrove Hawaii, a popri bohatom zastúpení „horninových fyzikov“ zo Spojených štátov, Kanady, Japonska, Číny, Taiwanu, Francúzska a ďalších krajín mal na tomto mítingu zastúpenie aj náš ústav. Gravimetrici Ladislav Brimich a Peter Vajda z Odboru geofyziky ÚVZ predniesli tri príspevky venované interpretácii zmien tiaže a deformácií zemskej kôry, sledovaniu migrácie magmy a fluíd vo vrchnej kôre gravimetrickými metódami a skúmaniu geologickej stavby a tektonického vývoja Západných Karpát geofyzikálnymi metódami. Všetky tri príspevky, prezentované formou posterov a 4-minútových „speed geeking“ prednášok, sa tešili odozve a plodným diskusiám počas posterovej sekcie. Hlavnou témou tohto podujatia bola porozita a permeabilita hornín a rôzne režimy migrácie fluíd pri rôznych p-T podmienkach. Zameranie konferencie prezrádzjú jej jednotlivé sekcie: Rock Physics in Tectonics, Theory and Modelling, Fractures and Transport Processes, Experimental Developments, Evolving Rock Systems, Rock Microstructure

Pracovníci Oddelenia gravimetrie a geodynamiky zorganizovali v júni 2016 mini-expedíciu slovenskej  sopečnej gravimetrie na ostrov Tenerife, ktorý je súčasťou sopečného súostrovia Kanárskych ostrovov v Severnom Atlantiku patriacich Španielsku. Účelom tohto podujatia bolo in-situ overenie numericky predikovaných extrémnych vertikálnych gradientov tiaže. Meračskej kampane, ktorá trvala jeden týždeň 20.– 28. júna 2016, sa zúčastnili pracovníci oddelenia Peter Vajda a Pavol Zahorec spolu s kolegom z Katedry geodetických základov Stavebnej fakulty STU v Bratislave Jurajom Papčom. Toto podujatie, s pomerne náročným logistickým zabezpečením a náročnými meraniami a presunmi v ťažkom teréne sa podarilo úspešne zrealizovať a namerané dáta vyzerajú pri predbežnom spracovaní sľubne.

 

Slapová stanica Vyhne

Napísal(a) | Zverejnené v: Slapová stanica Vyhne |

GPS súradnice stanice: 48° 29′ 52″ N, 18° 49′ 44″ E

Slapová stanica Vyhne je umiestnená v štôlni sv. Anton Paduánsky vo Vyhnianskej doline v Štiavnických vrchoch. V súčasnosti je vybavená extenzometrom z kremenného skla, ktorý meria dlhoperiodické (slapové, ročné teplotné atď.) a aperiodické (tektonické) deformácie zemskej kôry a od konca roku 2005 počítačom častíc α na monitorovanie emanácie radónu. Na začiatku roku 2006 bolo zriadené rádiové dátové spojenie slapovej a seizmickej stanice vo Vyhniach, ktoré spolu s predtým vybudovaným družicovým spojením seizmickej stanice s bratislavským pracoviskom Geofyzikálneho ústavu umožnilo komunikáciu so zberačom dát vo Vyhniach z Bratislavy. Takto máme pod lepšou kontrolou kvalitu dát a môžeme predchádzať výpadkom resp. minimalizovať ich.

 

Mapa s vyznačením umiestnenia stanice

Vyhne situačná mapa

 

 Vyhne - Štiavnické vrchy - situačná mapa

 

Extenzometrické merania

 Od konca roku 2005

 Rúra extenzometra

Voľný koniec sklenej rúry extenzometra s dvoma kapacitnými snímačmi (toho istého typu ako vo Vyhniach) 
na geodynamickej stanici Geodetického a geofyzikálneho ústavu Maďarskej akadémie vied v Soproni - Bánfalve.

 

Ukotvený koniec extenzometra

Do skaly ukotvený koniec rúry extenzometra v Soproni - Bánfalve.
Vo Vyhniach je rúra pod krytom z penového polystyrénu a je omnoho ťažšie prístupná zrakom.

 

Zemské slapy

 

 

Zberač dát Campbell Scientific CR10X vo Vyhniach

 

 

 

 

 

 

 

 

Geotermálna energia

Napísal(a) | Zverejnené v: Geotermika |

Metódy určovania parametrov zdrojov geotermálnej energie a ich uplatnenie v oblasti Slovenska.

 

Riešenie úloh základného výskumu rozloženia  teplotných polí  a  zložiek hustoty tepelného toku  ovplyvneného rôznymi typmi refrakcií a/alebo zdrojov tepla. Matematicko-fyzikálne úlohy v ohraničených 2D/3D oblastiach sú riešené prostriedkami konečných diferencií, prístupmi konečných prvkov a metódami hraničných prvkov. Výsledky modelovania teplotných polí sú využívané pri interpretácii dát popisujúcich tepelný stav litosféry v oblasti Západných Karpát. Interpretačné postupy sú prispôsobované konkrétnym štrukturálnym a tektonickým podmienkam a tiež dostupným geofyzikálnym a geologickým dátam. 

 

 

Stránka 1 z 3