Τεκτονική Γεωδαισία
Αναγκαιότητα – Προκλήσεις
Οι τεχνολογίες διαστημικής γεωδαισίας, όπως το GNSS, αποτελούν πολύτιμα εργαλεία για την παρακολούθηση της παραμόρφωσης του φλοιού της Γης και της επιφάνειάς της, ειδικά κατά μήκος ζωνών ενεργούς τεκτονικής και έντονης σεισμικότητας. Η υψηλή ακρίβεια των μετρήσεων (κλίμακα χιλιοστών) και η δυνατότητα συνεχούς ροής δεδομένων, έχουν φέρει ‘επανάσταση’ στην κατανόηση των φυσικών διεργασιών που προηγούνται, γίνονται κατά τη διάρκεια ή έπονται ισχυρών σεισμών. Για παράδειγμα, ανάλυση δεδομένων GNSS μπορεί να αποκαλύψει ποιές περιοχές της διεπαφής τεκτονικών πλακών ή μεγάλων ρηγμάτων φιλοξενούν υψηλές τάσεις και γιατί, να δώσει λεπτομέρειες για τη διαδικασία της διάρρηξης ισχυρών σεισμών και να φανερώσει τον τρόπο που επανέρχεται η περιοχή του φλοιού που υπέστη τη μεγαλύτερη παραμόρφωση μετά την εκδήλωσή του. Τις τελευταίες δύο δεκαετίες είναι πολύ διαδεδομένη η χρήση δεδομένων GNSS υψηλής δειγματοληψίας κατά τρόπο αντίστοιχο των σεισμολογικών δεδομένων, με τη διαφορά ότι οι σταθμοί GNSS καταγράφουν απευθείας την εδαφική μετατόπιση κατά τη διάρκεια σεισμικών γεγονότων παρακάμπτοντας τους περιορισμούς των σεισμογράφων και επιταχυνσιογράφων οι οποίοι πάσχουν είτε από το φαινόμενο του κορεσμού στο εγγύς πεδίο (σεισμογράφοι) είτε επηρεάζονται από τη μαθηματική ολοκλήρωση της επιτάχυνσης για να μετατραπεί σε μετατόπιση (επιταχυνσιογράφοι).
Μία σημαντική ανακάλυψη που έγινε με τη συνδρομή του GNSS τα τελευταία περίπου 20 χρόνια, είναι η ύπαρξη σιωπηλών σεισμών μέσα στη ζώνη υποβύθισης των τεκτονικών πλακών. Οι σεισμοί αυτοί, όπως και οι τυπικοί σεισμοί, απελευθερώνουν ενέργεια λόγω της κίνησης των τεκτονικών πλακών αλλά σε χρονικό διάστημα που κυμαίνεται από λίγες ημέρες έως μήνες. Σε αρκετές περιπτώσεις έχει παρατηρηθεί ότι οι σιωπηλοί σεισμοί προηγούνται των μεγάλων σεισμών, συχνά πυροδοτώντας τους. Επίσης, μία άλλη σημαντική ανοιχτή πρόκληση είναι ότι υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ότι το πού θα γίνει, πόσο συχνά και πόσο μεγάλος θα είναι ένας σεισμός είτε στη ζώνης υποβύθισης είτε σε ένα μεγάλο ενεργό ρήγμα, εξαρτάται από τις μηχανικές ιδιότητες των υλικών (π.χ. την τριβή) που χαρακτηρίζουν τα διαφορετικά βάθη της διεπαφής των εκατέρωθεν τεμαχών. Δεδομένου λοιπόν ότι οι τεχνολογίες διαστημικής γεωδαισίας όπως το GNSS, αποτελούν ένα πολύτιμο εργαλείο στις γεωεπιστήμες και επειδή η Ελλάδα εντοπίζεται σε μία ενεργή ζώνη υποβύθισης, το Γ.Ι. διαθέτει το δικό του μόνιμο δίκτυο GNSS. Αποτελείται από 28 σταθμούς GNSS συνεχούς καταγραφής με βήμα δειγματοληψίας που κυμαίνεται σε όλους τους σταθμούς από 0.2 sec έως 1 sec. Οι σταθμοί αυτοί μεταδίδουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο στις εγκαταστάσεις του Γ.Ι. τα οποία διατίθενται ελεύθερα.
Κύριες ερευνητικές δραστηριότητες
- Μελέτη της παραμόρφωσης του φλοιού και της γεωδυναμικής εξέλιξης του ελληνικού χώρου
- Προσομοίωση της διάρρηξης ισχυρών σεισμών
- Υπολογισμός ρυθμών ολίσθησης και κατανομής ελαστικών τάσεων κατά μήκος σεισμικών ρηγμάτων
- Συσχέτιση της σεισμικής με τη γεωδαιτική παραμόρφωση
- Γεωδαιτικές δεσμεύσεις στην εκτίμηση του σεισμικού κινδύνου
- Μελέτη διεργασιών συν-σεισμικής και μετα-σεισμικής παραμόρφωσης
- Ανάλυση χρονοσειρών θέσης σταθμών GNSS συνεχούς καταγραφής και συσχέτιση με φυσικά και ανθρωπογενή αίτια
- Αξιοποίηση δεδομένων GNSS υψηλής δειγματοληψίας για την απευθείας καταγραφή της εδαφικής μετατόπισης κατά τη διάρκεια σεισμικών γεγονότων
Επιχειρησιακές δραστηριότητες, υποδομές και υπηρεσίες
- Ανάπτυξη και συντήρηση του μόνιμου δικτύου GPS/GNSS του ΕΑΑ
- Ελεύθερη διάθεση των ημερήσιων αρχείων (30 sec) μόνιμων σταθμών GPS/GNSS τόσο του ΕΑΑ όσο και άλλων ιδρυμάτων τα οποία εμπιστεύονται το ΕΑΑ για τη διαχείριση των δεδομένων τους (http://geodesy.gein.noa.gr:8000/nginfo/data/)
- Ελεύθερη διάθεση των δεδομένων GPS/GNSS υψηλού ρυθμού καταγραφής μετά από την εκδήλωση ισχυρών σεισμών
- Διαχείριση και λειτουργία του Εθνικού κόμβου GLASS ελεύθερης διάθεσης γεωδαιτικών δεδομένων από μόνιμους σταθμούς GPS/GNSS τόσο του ελλαδικού όσο και του ευρωπαϊκού χώρου (http://geodesy.gein.noa.gr:8000/nginfo/data/)
- Παραγωγή χρονοσειρών θέσης των σταθμών GNSS συνεχούς καταγραφής που διατίθενται ελεύθερα μέσω του portal του μόνιμου δικτύου του ΕΑΑ
- Παροχή διορθώσεων πραγματικού χρόνου μέσω internet για εφαρμογές υψηλής ακρίβειας στα πεδία της τοπογραφίας, κατασκευής τεχνικών έργων κτλ.