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.
Metodika filtrovania postupným orezávaním (TFM metodika) patrí k metódam interpretácie tiažových údajov, ktoré sú založené na zvýraznení hľadaného signálu a na rozpoznávaní vzorov. Túto metodiku začal vyvíjať Dr. Vajda počas svojho doktorandského štúdia na University of New Brunswick v Kanade v roku 1993. Začalo to skúmaním, či orezaný Stokesov integrál, ktorý sa využíva pre výpočet geoidových výšok z tiažových anomálií, a má jeden voľný parameter, takzvaný parameter orezania, ktorý predstaveuje polomer oblasti, z ktorej vstupujú tiažové anomálie do konvolučného Stokesovho povrchového integrálu pri numerickej integrácii, môže prezradiť niečo o hustotnom rozdelení, ktoré generuje tiažové pole v danej oblasti. Motiváciou pre tento výskum bol fakt, že fyzikálny zmysel neúplného (orezaného) geoidu vypočítaného cez neúplný (orezaný) Stokesov integrál sa mení v závislosti od hodnoty parametra orezania, v spektre hodnôt od 0 do pi, od škálovanej tiažovej anomálie až po geoid, a teda sa očakávalo, že sa bude správať ako skener krivosti plochy tiažového polľa, v ktorej je zapísaná informácia o hustotnom rozdelení pod povrchom zeme, a svojím spôsobom aj ako hĺbkový tomograf.
Interpretácia zmien tiaže na sopke Mayon na Filipínach
Napísal(a) Peter Vajda | Zverejnené v: Geodynamika |
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.