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.
Úlohy základného geotermického výskumu
Napísal(a) Dušan Majcin | Zverejnené v: Geotermika | 
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.
Modelovanie teplotného poľa litosféry Západných Karpát a okolitých tektonických jednotiek
Napísal(a) Dušan Majcin | Zverejnené v: Geotermika |
|
Korelačná mapa rozloženia hustoty zemského tepelného toku ( farebná škála v mW/m² ) a rozloženia hrúbky lithosféry (v km) na základe geothermických dát (zelené plné a čiarkované izolínie) resp. z magnetotelurických dát pre miesta určenia (modré hviezdičky a číselné hodnoty). |
|
Mnohostenná aproximácia stavieb v spracovaní mikrogravimetrických údajov
Napísal(a) Jaroslava Pánisová | Zverejnené v: Mikrogravimetria |
Mikrogravimetrické prieskumy za účelom detekcie dutín realizované v interiéri budov vyžadujú vysokú presnosť počas zberu údajov a moderné procedúry na ich spracovanie. Vypracovali sme novú metódu na výpočet účinkov stavieb, ktorá využíva geodetické merania a fotogrametrický softvér PhotoModeler. Výhody nového prístupu sú dokumentované na prípadovej štúdii z malého slovenského kostola, kde boli v lete 2009 identifikované dve krypty použitím metód mikrogravimetrie a georadaru. Ukázali sme, že metódy blízkej fotogrametrie ponúkajú možnosť zdokonaliť postup spracovania mikrogravimetrických údajov.
Geofyzikálny prieskum kostola sv. Kataríny, Slovensko
Napísal(a) Jaroslava Pánisová | Zverejnené v: Mikrogravimetria | 
Zrúcanina kláštora a kostola sv. Kataríny je významným príkladom slovenského kultúrneho dedičstva. Integrovaný geofyzikálny prístup za účelom identifikácie a popisu podzemných archeologických štruktúr bol použitý v hlavnej lodi bývalého kostola. Kombinácia mikrogravimetrie a georadaru je veľmi efektívny nástroj pre takéto mapovanie. Výsledky z 36 georadarových profilov boli zobrazené vo forme horizontálnych a vertikálnych časových rezov. Na mape reziduálnych Bouguerových anomálií boli nájdené viaceré tiažové minimá. Na odhad hĺbky a tvaru anomálnych zdrojov boli použité poloautomatické metódy, konkrétne Eulerova dekonvolúcia a harmonická inverzia.
Interpretácia zmien tiaže a povrchových deformácií
Napísal(a) Peter Vajda | Zverejnené v: Geodynamika |
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.
Gravimetrický obraz sopečného nepokoja sopky Teide, Tenerife, Kanárske ostrovy v roku 2004
Napísal(a) Peter Vajda | Zverejnené v: Geodynamika |
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.