Oddelenie gravimetrie a geodynamiky

webstránka oddelenia ústavu vied o zemi sav

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.

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.

 

Pozorovateľné (merateľné) zmeny tiažového zrýchlenia na povrchu zeme a merateľné  vertikálne posuny polohy zemského povrchu (deformácie zemského povrchu) slúžia ako ukazovatele dynamických procesov prebiehajúcich v útrobách Zeme. Medzi takéto procesy patria aj pohyby magmy a fyzikálne a chemické zmeny v jej vlastnostiach, ktoré predchádzajú sopečným erupciám. Pozorovanie, analýza a interpretácia zmien tiaže a deformácií zemského povrchu prispievajú k nášmu rozumeniu sa fyzike magmy a procesom, ktoré sú spojené so sopečnou činnosťou na našej planéte.

V roku 2004  zažil  ostrov  Tenerife v súostroví  Kanárskych ostrovov  nemalé vzrušenie  spôsobené  seizmickým nepokojom a výronom sopečných plynov v okolí sopky Teide. Pálčivou otázkou, ktorú bolo treba vyriešiť, bolo či sa schyľuje k erupcii. K erupcii nakoniec nedošlo, avšak namerané geofyzikálne údaje prezradili dosť o tom, čo sa v roku 2004 udialo v útrobách centrálneho sopečného komplexu ostrova Tenerife.

Keďže sme mali k dispozícii údaje o zmenách tiaže nameraných počas seizmického nepokoja v centrálnej časti ostrova, pustili sme sa do opätovnej interpretácie týchto dát s cieľom vydolovať z nich viac ako naši predchodcovia. Interpretovali sme zmeny tiaže namerané v období máj 2004 až júl 2005 Jo-om Gottsmannom a jeho kolegami. Naším cieľom bolo použiť na interpretáciu nami rozvíjanú inverznú metodiku a pokúsiť sa identifikovať prípadný magmatický zdroj. Pri interpretácii sme použili našu vlastnú dekompozíciu tiažového signálu na časti pochádzajúce od plytkých zdrojov a od hlbokých zdrojov. Táto dekompozícia bola úspešná a potvrdila podozrenie, že hlbší zdroj je magmatického pôvodu a plytšie zdroje sú hydrotermálne roztoky iniciované injektážou magmy v hlbších oblastiach pod sopkou. Tieto naše výsledky odkryli, že v 2004 došlo na sopke Teide k pokusu o erupciu, ktorá však zlyhala v hĺbke asi 6 km pod hladinou mora.

Monitorovanie a interpretácia zmien tiaže  a  deformácií zemského povrchu v  oblastiach s  aktívnou či spiacou sopečnou aktivitou môže prispieť cennými informáciami pri spoznávaní zložitých fyzikálnych a chemických procesov v útrobách zeme, ktoré sú spojené s pohybom a zmenami vlastností magmy a termálnych roztokov, a pri predpovedaní sopečného ohrozenia a aktivity. Zmeny tiaže sú citlivé na presun hmôt pod povrchom zeme a na zmeny hustoty v magmatickom systéme. Môžu odhaliť tieto zmeny a poukázať na prebúdzanie sa aktivity dokonca i skôr ako sa objavia iné prekurzory sopečného či seizmického nepokoja.